DE102004001840B3 - Positive-displacement pump comprises a blade having blade parts that engage with each other on facing side surfaces by a tongue and groove connection consisting of grooves and tongues that run orthogonally to a drive shaft - Google Patents

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Abstract

Positive-displacement pump comprises a blade (22) for the mutual separation of two chambers in a housing chamber. The blade is driven by a drive shaft mounted in the pump housing. The blade has two partly overlapping blade parts (32, 34) that are aligned with each other and can be independently moved apart. The blade parts engage with each other on facing side surfaces (36) by a tongue and groove connection. The grooves (38) and the tongues (40) run orthogonally to the drive shaft. Preferred Features: The tongues and grooves form a labyrinth seal.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verdrängerpumpe mit einem Flügel zum gegenseitigen Trennen der beiden Kammern im Gehäuseraum des Pumpengehäuses, mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.The The invention relates to a positive displacement pump with a wing for mutual separation of the two chambers in the housing space the pump housing, with the features of the preamble of claim 1.

Aus der DE 35 37 158 A1 ist eine Flügelzellenpumpe bekannt, die einen geteilten Flügel aufweist, wobei die einander zugewandten Enden der Flügelteile Zähne und Zahnlücken aufweisen, über welche sie ineinander greifen. Bei diesen Ausführungsformen sind die beiden Flügelteile an ihren einander zugewandten Enden nicht ausreichend gegen an den Flügelspitzen angreifende Tangentialkräfte abgestützt.From the DE 35 37 158 A1 a vane pump is known which has a divided wing, wherein the mutually facing ends of the wing parts have teeth and tooth spaces over which they engage with each other. In these embodiments, the two wing portions are not sufficiently supported at their mutually facing ends against tangential forces acting on the wing tips.

Aus der EP 1 134 417 B1 ist ein Verdrängerpumpe bekannt, bei der der Flügel aus zwei Flügelteilstücken besteht, deren einander zugewandten Stirnseiten gestuft ausgebildet sind und die einzelnen Stufen nut- und federartig ineinander greifen. ein derartiger Flügel kann zwar in seiner Länge verändert werden, jedoch stützen sich die einzelnen Flügelteilstücke nur geringfügig aneinander ab.From the EP 1 134 417 B1 a positive displacement pump is known in which the wing consists of two wing sections, whose facing end faces are stepped and the individual steps nut- and spring-like mesh. Although such a wing can be changed in its length, however, the individual wing sections are supported only slightly from each other.

Aus der FR 1 250 968 ist eine Flügelzellenpumpe bekannt geworden, bei der der einteilige Flügel einen parallel zur Achse des Rotors verlaufenden, seitlich abragenden Steg aufweist, der in eine entsprechende Nut im Rotor eingreift.From the FR 1 250 968 is a vane pump has become known in which the one-piece wing has a parallel to the axis of the rotor, extending laterally projecting web, which engages in a corresponding groove in the rotor.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun darin, eine Verdrängerpumpe anzugeben, bei der die Flügelteile gegen an den Flügelspitzen angreifende Kräfte besser abgestützt sind.The The object underlying the invention is now a displacement specify at which the wing parts against at the wing tips attacking forces better supported are.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Verdrängerpumpe gelöst, die die Merkmale des Anspruches 1 aufweist.These The object is achieved by a displacement solved, having the features of claim 1.

Bei der erfindungsgemäßen Verdrängerpumpe liegen die beiden Flügelteilstücke an ihren einander zugekehrten Seitenflächen aneinander an und werden dadurch gegen Verkippen gesichert. Eine Führung der beiden Flügelteilstücke wird dadurch geschaffen, dass die beiden einander zugekehrten Seitenflächen Nuten und Federn aufweisen, die in Längsrichtung des Flügels sich erstrecken, d.h. die orthogonal zur Antriebswelle verlaufen. Die beiden Flügelteilstücke können also lediglich in Längsrichtung aneinander gleiten und werden über die Nuten und Federn daran gehindert, in Richtung der Antriebswelle sich zu verlagern.at the positive displacement pump according to the invention are the two wing sections at their facing each other side surfaces against each other and are thereby secured against tilting. A guided tour of the two wing sections is created by the fact that the two mutually facing side surfaces grooves and having springs in the longitudinal direction of the grand piano extend, i. which are orthogonal to the drive shaft. The two wing sections can so only in the longitudinal direction slide over each other and become over the grooves and springs prevented in the direction of the drive shaft to relocate.

Bei Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Flügelteilstücke symmetrisch ausgebildet sind, ein Flachprofil aufweisen und/oder dass die Flügelteilstücke identisch sind. Diese Ausgestalltungen haben den wesentlichen Vorteil, dass die Flügelteilstücke relativ einfach und somit preiswert herstellbar sind und dass, insbesondere durch die identische Ausgestaltung der Flügelteilstücke, die Lagerhaltung vereinfacht wird.at embodiments it is envisaged that the wing sections symmetrical are formed, have a flat profile and / or that the wing sections identical are. These constructions have the significant advantage that the wing sections relative simple and therefore inexpensive to produce and that, in particular simplified by the identical design of the wing sections, storage becomes.

Eine optimale Führung der Flügelteilstücke auch bei sehr großen Längenänderungen des Flügels wird dadurch erreicht, dass sich die Nuten und Federn über 50% bis 98%, insbesondere 75% bis 95% der Länge des Flügels erstrecken. Hierdurch wird optimal ein Verkanten der Flügelteilstücke verhindert und die Flügelteilstücke stützen sich an Druckpunkten im Rotor ab, die weit voneinander entfernt sind.A optimal leadership the wing sections as well at very large changes in length of the grand piano is achieved by the grooves and feathers exceeding 50% to 98%, in particular 75% to 95% of the length of the wing. This will optimally prevents tilting of the wing sections and the wing sections are supported at pressure points in the rotor, which are far from each other.

Eine weitere Abstützung der Flügelteilstücke sowohl in Richtung der Höhe des Flügels, der Länge des Flügels und der Dicke des Flügels wird dadurch erzielt, dass der Flügel in seiner Höhe, in seiner Länge und/oder in seiner Dicke teilweise abgesetzt ist. Jedes Flügelteilstück weist zumindest abschnittsweise die komplette Höhe, Länge und/oder Dicke des Flügels auf.A further support the wing sections both in the direction of the height of the grand piano, the length of the wing and the thickness of the wing is achieved by the fact that the wing in its height, in its Length and / or Partially discontinued in thickness. Each wing section has at least in sections, the complete height, length and / or thickness of the wing.

Die Nuten und Federn sind so ausgebildet, dass sie eine Labyrinthdichtung bilden. Dabei ist der Freiraum zwischen den Nuten und Federn so bemessen, dass Temperaturschwankungen des Flügels nicht zu einem Klemmen bzw. zum Verlust der Führung führen.The Grooves and springs are designed to provide a labyrinth seal form. The free space between the grooves and springs is like this measured that temperature fluctuations of the wing did not cause a jamming or loss of leadership to lead.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel weisen die Nuten eine Tiefe auf, die 20% bis 50%, insbesondere 25% bis 33%, der Dicke des Flügels entspricht. Bei einer Nuttiefe von 25% der Dicke des Flügels wird der Vorteil erzielt, dass der gesamte Flügel im Wesentlichen gleiche Wanddicken aufweist, sodass bei spritzgegossenen Flügeln keine Hohlräume vorgesehen werden müssen, sodass die Stabilität des Flügels nicht beeinträchtigt wird.at a particularly preferred embodiment the grooves have a depth of 20% to 50%, especially 25% to 33%, the thickness of the wing equivalent. At a groove depth of 25% of the thickness of the wing becomes the advantage is achieved that the entire wing is substantially the same Has wall thicknesses, so that injection-molded wings no cavities must be provided so the stability of the grand piano is not affected.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel sieht vor, dass die Flügelteilstücke gleichmäßige Wandstärken aufweisen. Dadurch wird die Möglichkeit geschaffen, das die Flügelteilstücke problemlos im Spritzgießverfahren hergestellt werden können. Im Druckgussverfahren hergestellte Flügelteilstücke sind ebenfalls denkbar.One preferred embodiment provides that the wing sections have uniform wall thicknesses. This will be the possibility created that the wing sections easily in injection molding can be produced. Die castings made by die casting are also conceivable.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in der Zeichnung dargestellten sowie in der Beschreibung und in den Ansprüchen erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which, with reference to the drawing, a particularly preferred embodiment is described in detail. It can the features shown in the drawing and in the description and in the claims mentioned in each case be essential to the invention individually or in any combination.

In der Zeichnung zeigen:In show the drawing:

1: eine schaubildliche perspektivische Ansicht in den geöffneten Gehäuseraum einer Verdrängerpumpe; 1 : A perspective perspective view into the open housing space of a positive displacement pump;

2: eine perspektivische Darstellung des Pumpenflügels; 2 a perspective view of the pump blade;

3: einen Schnitt III-III gemäß 4 durch die Längsseite des Flügels; 3 : a section III-III according to 4 through the long side of the wing;

4: einen Schnitt IV-IV gemäß 3; und 4 : a section IV-IV according to 3 ; and

5: einen Querschnitt V-V gemäß 3. 5 : a cross section VV according to 3 ,

Die 1 zeigt in schaubildlicher Darstellung eine insgesamt mit 10 bezeichnete Verdrängerpumpe, welche ein Pumpengehäuse 12 und einen Zylinderkopf 14 umfasst, in welchem eine Antriebswelle 16 gelagert ist. Auf die Antriebswelle 16 ist ein Rotor 18 aufgesetzt, der eine zur Achse der Antriebswelle 16 parallele Aussparung 20, welche beim dargestellten Ausführungsbeispiel durch die Rotormitte verläuft, aufweist, wobei in der Aussparung 20 ein insgesamt mit 22 bezeichneter Flügel verschieblich gelagert ist. Der Flügel 22 ragt mit seinen beiden Enden 24 und 26 aus der Aussparung 20 des Rotors 18 heraus und liegt mittels Abdichtleisten 28 an der Innenumfangswand 30 des Rotors 18 an. Die Abdichtleisten 28 sind schwenkbar an den Enden 24 und 26 befestigt, so dass diese über zwei Linienberührungen an der Innenumfangswand 30 permanent anliegen. Bei einfachen Ausführungsbeispielen können auch die Enden 24 und 26 direkt an der Innenumfangswand 30 des Rotors 18 anliegen.The 1 shows in a perspective view a total with 10 designated positive displacement pump, which is a pump housing 12 and a cylinder head 14 includes, in which a drive shaft 16 is stored. On the drive shaft 16 is a rotor 18 attached, the one to the axis of the drive shaft 16 parallel recess 20 , which in the illustrated embodiment extends through the rotor center, wherein, in the recess 20 a total with 22 designated wing is slidably mounted. The wing 22 sticking out with both ends 24 and 26 from the recess 20 of the rotor 18 out and lies by means of sealing strips 28 on the inner peripheral wall 30 of the rotor 18 at. The sealing strips 28 are pivotable at the ends 24 and 26 attached so that these two line contacts on the inner peripheral wall 30 permanently present. In simple embodiments, the ends can also 24 and 26 directly on the inner peripheral wall 30 of the rotor 18 issue.

In der 2 ist der Flügel 22 in perspektivischer Darstellung wiedergegeben und es ist deutlich erkennbar, dass dieser abgesehen von den beiden Dichtleisten 28 aus zwei Flügelteilstücken 32 und 34 besteht. Die beiden Flügelteilstücke 32 und 34 sind identisch ausgebildet und liegen mit ihren Seitenflächen 36 aneinander an. Diese Seitenflächen 36 sind mit Nuten 38 und Federn 40 versehen, die in abwechselnder Folge sich in Richtung der Längsachse des Flügels 22 erstrecken, d.h. orthogonal zur Achse der Antriebswelle 16 ausgerichtet sind. Der Querschnitt der Nuten 38 und Federn 40 ist im wesentlichen rechteckförmig, wie sich aus dem Querschnitt V-V in 5 ergibt.In the 2 is the wing 22 reproduced in perspective and it is clearly visible that this apart from the two sealing strips 28 from two wing sections 32 and 34 consists. The two wing sections 32 and 34 are identically formed and lie with their side surfaces 36 to each other. These side surfaces 36 are with grooves 38 and feathers 40 provided in alternating sequence in the direction of the longitudinal axis of the wing 22 extend, ie orthogonal to the axis of the drive shaft 16 are aligned. The cross section of the grooves 38 and feathers 40 is substantially rectangular, as is apparent from the cross section VV in 5 results.

Aus der 2 ist noch ersichtlich, dass jedes Flügelteilstück 32 und 34 über einen Absatz 42 in seiner Länge und in seiner Höhe abgesetzt ist und dass die beiden Flügelteilstücke 32 und 34 über einen Absatz 44 in der Dicke abgesetzt ist. Außerdem ist erkennbar, dass sich jedes Flügelteilstück 32 und 34 über etwa 90% der Gesamtlänge des Flügels 22 erstreckt, was den Vorteil hat, dass sich die Flügelteilstücke 32 und 34 innerhalb der Aussparung 20 an Punkten abstützen, die radial relativ weit außen, d.h. im Bereich des Rotorumfanges liegen, so dass den Kippmomenten relativ hohe Gegenmomente entgegengebracht werden können. Die Kippneigung wird auf diese Weise auf ein Minimum reduziert.From the 2 is still evident that each wing section 32 and 34 about a paragraph 42 is discontinued in its length and in height and that the two wing sections 32 and 34 about a paragraph 44 is deposited in the thickness. It can also be seen that each wing section 32 and 34 over about 90% of the total length of the grand piano 22 extends, which has the advantage that the wing sections 32 and 34 inside the recess 20 be supported at points that are radially relatively far outward, ie in the range of the rotor circumference, so that the tilting moments relatively high counter moments can be met. The tilting tendency is thus reduced to a minimum.

Die 3, die einen Schnitt III-III durch die Mitte des Flügels 22 in Längsrichtung darstellt, zeigt den Eingriff der Feder 40 des Flügelteilstücks 34 in die Nuten 38 des Flügelteilstücks 32 und insbesondere die über einen weiten Bereich verlaufende Überlappung, was zum Einen eine optimale Führung, zum Anderen eine sehr gute Abdichtung bewirkt. Die Federn 40 liegen nicht nur mit ihren Seitenflächen an den Seitenwänden der Nuten 38 an, sondern stützen sich auch mit ihrer Basis am Grund der Nut 38 ab. Ein derart ausgestalteter Flügel 22 kann um mehr als 50% seiner Länge verlängert werden, und bietet dennoch eine optimale Steifigkeit und Führung und neigt nicht zum Kippen innerhalb der Aussparung 20 des Rotors 18.The 3 making a section III-III through the middle of the wing 22 in the longitudinal direction, shows the engagement of the spring 40 of the wing section 34 into the grooves 38 of the wing section 32 and in particular the over a wide range extending overlap, which on the one hand optimal guidance, on the other hand causes a very good seal. The feathers 40 not only lie with their side surfaces on the side walls of the grooves 38 but also base their base on the bottom of the groove 38 from. Such a decorated wing 22 can be extended by more than 50% of its length, while still providing optimum rigidity and guidance and not tipping within the recess 20 of the rotor 18 ,

In der 5 ist anschaulich dargestellt, wie das Flügelteilstück 34 an der dort dargestellten Oberseite das Flügelteilstück 32 vollständig übergreift und dadurch auch eine Abstützung auf der Gegenseite der Aussparung 20 erfährt. Die Nuten 38 und Federn 40 erstrecken sich über etwa 20% der Gesamtdicke des Flügels 22, wodurch weitestgehend die gleichmäßigen Dicken bei den Flügelteilstücken 32 und 34 geschaffen werden.In the 5 is vividly illustrated as the wing section 34 on the top shown there, the wing section 32 completely overlaps and thereby also a support on the opposite side of the recess 20 experiences. The grooves 38 and feathers 40 extend over about 20% of the total thickness of the wing 22 , whereby largely the uniform thicknesses in the wing sections 32 and 34 be created.

Claims (11)

Verdrängerpumpe (10) mit einem Flügel (22) zum gegenseitigen Trennen von zwei Kammern in einem Gehäuseraum, wobei der Flügel (22) von einer im Pumpengehäuse (12) gelagerten Antriebswelle (16) antreibbar und zu dieser in einer zur Antriebswelle (16) parallelen Ebene radial verschiebbar dadurch geführt ist, dass er in einer Aussparung (20) eines im Gehäuseraum drehbar gelagerten und von der Antriebswelle (16) antreibbaren Rotors (18) gehalten ist, und der endseitig an der Innenumfangswand (30) des Gehäuseraumes abdichtend anliegt, wobei der Flügel (22) zwei zueinander fluchtende und voneinander unabhängig bewegliche Flügelteilstücke (32 und 34) aufweist, die teilweise überlappend aneinander anliegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügelteilstücke (32 und 34) an ihren einander zugekehrten Seitenflächen (36) nut- und federartig miteinander in Eingriff sind, wobei die Nuten (38) und Federn (40) orthogonal zur Antriebswelle (16) verlaufen.Positive displacement pump ( 10 ) with a wing ( 22 ) for mutually separating two chambers in a housing space, said wing ( 22 ) of one in the pump housing ( 12 ) mounted drive shaft ( 16 ) drivable and to this in a drive shaft ( 16 ) parallel plane is guided radially displaceable in that it in a recess ( 20 ) one in the housing space rotatably mounted and by the drive shaft ( 16 ) drivable rotor ( 18 ), and the end on the inner peripheral wall ( 30 ) of the housing space sealingly abuts, wherein the wing ( 22 ) two mutually aligned and independently movable wing sections ( 32 and 34 ) which abut partially overlapping each other, characterized in that the wing sections ( 32 and 34 ) at their mutually facing side surfaces ( 36 ) are nut and spring-like engaged with each other, wherein the grooves ( 38 ) and Feathers ( 40 ) orthogonal to the drive shaft ( 16 ). Verdrängerpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügelteilstücke (32 und 34) symmetrisch ausgebildet sind.Positive displacement pump according to claim 1, characterized in that the wing sections ( 32 and 34 ) are formed symmetrically. Verdrängerpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügelteilstücke (32 und 34) ein Flachprofil aufweisen.Positive displacement pump according to claim 1 or 2, characterized in that the wing sections ( 32 and 34 ) have a flat profile. Verdrängerpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügelteilstücke (32 und 34) identisch sind.Positive displacement pump according to one of the preceding claims, characterized in that the wing sections ( 32 and 34 ) are identical. Verdrängerpumpe nach einem der Vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Nuten (38) und Federn (40) über 50% bis 98%, insbesondere über 75% bis 95%, der Länge des Flügels (22) erstrecken.Positive displacement pump according to one of the preceding claims, characterized in that the grooves ( 38 ) and springs ( 40 ) over 50% to 98%, in particular over 75% to 95%, of the length of the wing ( 22 ). Verdrängerpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flügel (22) in seiner Höhe teilweise abgesetzt ist.Positive displacement pump according to one of the preceding claims, characterized in that the wing ( 22 ) is partially offset in height. Verdrängerpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flügel (2) in seiner Länge teilweise abgesetzt ist.Positive displacement pump according to one of the preceding claims, characterized in that the wing ( 2 ) is partially offset in its length. Verdrängerpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flügel (22) in seiner Dicke teilweise abgesetzt ist.Positive displacement pump according to one of the preceding claims, characterized in that the wing ( 22 ) is partially deposited in its thickness. Verdrängerpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (38) und Federn (40) eine Labyrinthdichtung bilden.Positive displacement pump according to one of the preceding claims, characterized in that the grooves ( 38 ) and springs ( 40 ) form a labyrinth seal. Verdrängerpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (38) eine Tiefe aufweisen die 20% bis 50%, insbesondere 25% bis 33%, der Dicke des Flügels (22) entspricht.Positive displacement pump according to one of the preceding claims, characterized in that the grooves ( 38 ) have a depth of 20% to 50%, in particular 25% to 33%, of the thickness of the wing ( 22 ) corresponds. Verdrängerpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügelteilstücke (32 und 34) gleichmäßige Wandstärken aufweisen.Positive displacement pump according to one of the preceding claims, characterized in that the wing sections ( 32 and 34 ) have uniform wall thicknesses.
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