DE1553283A1 - Wing cell capsule system - Google Patents

Wing cell capsule system

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DE1553283A1 DE19641553283 DE1553283A DE1553283A1 DE 1553283 A1 DE1553283 A1 DE 1553283A1 DE 19641553283 DE19641553283 DE 19641553283 DE 1553283 A DE1553283 A DE 1553283A DE 1553283 A1 DE1553283 A1 DE 1553283A1
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Doleschalek Dipl-Ing Otto
Dipl-Ing Fhr Von Thuengen
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ZF Friedrichshafen AG
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Description

Flügelzellen - KapselwerkVane cells - capsule structure

Die Erfindung betrifft Flügelzellen-Kapselwerke, deren Flügel entweder in einem exzentrisch zur Gehäusebohrung angeordneten Rotor gleitend gelagert sind oder in dem Rotor gleitend schwenkbar geführt und auf einem konzentrisch zur Gehäusebohrung angeordneten Zapfen drehbar.gelagert sind.The invention relates to vane cell capsule mechanisms, the wings of which are either arranged eccentrically to the housing bore Rotor are slidably mounted or guided in the rotor slidably pivotable and on a concentric to Housing bore arranged journals are rotatably supported.

In den Kapselwerken mit Flügelzelleh, die alsJPumpe oder Motor arbeiten und zu stufenlos veränderlichen Getrieben zusammengebaut vierden können, bilden sich in den zwischen zwei benachbarten Flügeln abgeschlossenen Toträumen oder Quetschölräumen Flüssigkeitsdrücke aus, die u.U. über dem zulässigen Höchstdruck liegen können. So wird auf der Seite des kleinsten Querschnitts der zwischen zwei Flügeln abgeschlossene Raum zunächst kleiner und danach wieder grosser; gleichzeitig wird auf der gegenüberliegenden Seite des grössten Querschnitts der abgeschlossene Raum zunächst grosser und dann wieder kleiner» Demnach findet während der Druckerhöhung auf der einen Seite eine Druckminderung auf der anderen Seite statt. Daraus ergeben sich Druckschwankungen bzw. Druckstösse, die eine starke Geräuschentwicklung und einen vorzeitigen Verschleiss der Kapselwerke zur Folge haben. Weder zum Antrieb, eines hydraulischen Motors noch zur Versorgung einer hydraulischen Steuer- oder Servoanlage sind Druckschwankungen oder Druckstösse in der Druck-In the capsule works with vane cells that act as a pump or motor work and can be assembled to form continuously variable transmissions, form in the between two adjacent blades closed dead spaces or squeeze oil spaces from liquid pressures, which may be. may be above the maximum permissible pressure. Thus, on the side of the smallest cross-section, the one between two The space enclosed by the wings is initially smaller and then larger again; at the same time is on the opposite On the side of the largest cross-section, the enclosed space is initially larger and then smaller again while the pressure increases on one side, a pressure decrease on the other side takes place. This results in Pressure fluctuations or pressure surges, which generate a lot of noise and premature wear of the capsule works have as a consequence. Neither to drive a hydraulic motor nor to supply a hydraulic control or servo system, there are pressure fluctuations or pressure surges in the pressure

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mittelleitung erwünscht, da sie zu Störungen Inlass geben.Central line is desirable as it allows for disruptions.

Nach der Erfindung werden die genannten Nachteile durch Verbindung des Totraumes mit dem Förderraum oder der beiden Toträume mittels einer Verbindungsleitung beseitigt, um zwischen dem Raum mit erhöhtem Druck und dem Förderraum bzw. dem Raum mit vermindertem Druck einen Ausgleich zu schaffen» Da die Volumenveränderungen in den beiden Toträumen gering sind, sind die in der Verbindungsleitung hin- und herströmenden Flüssigkeitsmengen bzw. die Durchflussgeschwindigkeit bei entsprechend grossem Querschnitt der Verbindungsleitung ebenfalls klein. According to the invention, the disadvantages mentioned are by Connection of the dead space with the delivery space or both Dead spaces are eliminated by means of a connecting line in order to move between the space with increased pressure and the conveying chamber or to compensate for the space with reduced pressure »Since the volume changes in the two dead spaces are small are the quantities of liquid flowing back and forth in the connecting line or the flow rate with a correspondingly large cross-section of the connecting line also small.

Eine Verbindung des Saugraumes mit dem Druckraum des Kapselwerkes muss in jedem Fall verhindert werden, um eine Herabsetzung des hydraulischen Wirkungsgrades zu vermeiden. Aus diesem Grunde muss die Dicke der Flügel grosser sein als die Breite der Öffnungen im Gehäuse. Ausserdem buss zwischen den Flügeln und Flügellaufbahnen eine ausreichende Dichtung bestehen. Bei Kapselwerken mit nicht radial zu den Laufbahnen geführten Flügeln ist im Bereich der nach der Erfindung angeordneten Öffnungen in dem die Flügel radial zur Gehäuselaufbahn stehen ausreichende Flächendichtung zwischen den Flügeln und ihrer Laufbahn im Gehäuse vorhanden, sofern die Flügelenden nicht abgerundet sind. Eine Flächendichtung ist immer bei Kapselwerken vorhanden, deren Flügel stets radial zur Flügellaufbahn im Gehäuse gerichtet sind, d. h. bei Flügeln, die auf einem in der Achse der Gehäusebohrung angeordneten Zapfen drehbar gelagert und in dem Rotor in Führungsstücken gleitend und schwingend geführt sind.A connection between the suction chamber and the pressure chamber of the capsule system must be prevented in any case in order to avoid a To avoid a reduction in the hydraulic efficiency. For this reason, the thickness of the wings must be greater than the width of the openings in the housing. Also buss There is a sufficient seal between the wings and wing tracks. For capsule works with not radial to the Runways guided wings is in the area of the openings arranged according to the invention in which the wings are radial There is sufficient surface sealing between the blades and their track in the housing for the housing raceway, unless the wing tips are rounded. A surface seal is always present in capsule works, their wings are always directed radially to the wing track in the housing, d. H. for wings that are on one in the axis of the housing bore arranged pins are rotatably mounted and are guided in the rotor in guide pieces in a sliding and swinging manner.

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Die Anordnung nach, der Erfindung ermöglicht den Betrieb in beiden Dreh- und Förderrichtungen. Dies ist besonders wichtig bei Verwendung des Kapselwerkes als Motor.The arrangement according to the invention enables operation in both directions of rotation and conveyance. This is particularly important when using the capsule mechanism as a motor.

In der Zeichnung ist die Ausführung des Druckausgleichs der Toträume bei Kapselwerken mit unterschiedlicher Anzahl von Flügeln sehematisch dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 ein Kapselwerk mit drei Flügeln, von denen zwei den oberen Totraum von dem Einlasskanal und dem Auslasskanal abschliessen;The drawing shows the execution of the pressure equalization of the dead spaces in capsule works with different numbers represented by wings sehematically. They show: FIG. 1 a capsule structure with three wings, two of which are the close off the upper dead space from the inlet channel and the outlet channel;

Fig» 2 das Kapselwerk nach Fig. 1, bei dem zwei Flügel den unteren Totraum von der Ein- und Auslassöffnung abschliessen;Fig »2 the capsule structure according to Fig. 1, in which two wings the close off the lower dead space from the inlet and outlet openings;

Fig* 3 ein Kapselwerk mit vier Flügeln; Figo 4 ein Kapselwerk mit fünf Flügeln.FIG. 3 shows a capsule structure with four wings; FIG. Figo 4 shows a capsule structure with five wings.

In dem Gehäuse 10 des Kapselwerkes nach Fig. 1 ist der Rotor 13 mit den drei Flügeln 16a, 16b und 16c angeordnet. 11 ist der Einlasskanal und 12 der Auslasskanal, wenn der Rotor 13 im Uhrzeigersinn angetrieben wird. Die Rotorachse 14 ist mit der Exzentrizität e zur ßehäuseachse 15 angeordnet. Durch die Ein- und Auslasskanäle 11 und 12 ist die FXiigellaufbahn im Gehäuse in die obere Flügellaufbahn 17a und die untere Flügellaufbahn 17b unterteilt.In the housing 10 of the capsule mechanism according to FIG. 1, the rotor 13 is arranged with the three blades 16a, 16b and 16c. 11 is the inlet port and 12 is the outlet port when the rotor 13 is driven clockwise. the The rotor axis 14 is arranged with the eccentricity e to the housing axis 15. Through the inlet and outlet channels 11 and 12 the FXiigellaufbahn is divided in the housing into the upper wing track 17a and the lower wing track 17b.

In Fig» 1 ist der obere Toträum 1 zwischen der oberen Flügellaufbaim 17a und dem Rotor 13 durch die Flügel 16a und 16b abgeschlossen. Währendder Bewegung des Flügels 16a aus der in Fig. 1 strichpunktiert gezeichneten Stellung in die ausgezogen gezeichnete Stellung wird das Volumen desIn Fig »1 the upper dead space 1 is between the upper one Flügelaufbaim 17a and the rotor 13 by the blades 16a and 16b completed. During the movement of the wing 16a from the position shown in phantom in Fig. 1 into the position shown in solid lines, the volume of the

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Totraumes 1 zunächst verkleinert. Dadurch erfolgt eine Förderung durch die Gehäuseöffnung 18a, die Rohrleitung und die Gehäuseöffnung 18b in den Auslasskanal 12. Mit Abschluss der Gehäuseöffnung 18b durch den Flügel 16c wird die räumliche Verbindung zwischen dem Totraum 1 und dem Auslasskanal 12 abgeschlossen. Bei der weiteren Drehung des Rotors 13 gibt der Flügel 16c die Gehäuseöffnung 18b wieder frei, die nunmehr mit dem Einlasskanal 11 räumlich verbunden ist, wie der ausgezogen gezeichnete Flügel 16c zeigte Gleichzeitig mit dieser Umsteuerung durch den Flügel 16c endet die Volumenverkleinerung des oberen Totraumes 1 und beginnt eine Vergrösserung dieses Raumese Somit ergibt sich bei weiterer Bewegung des Flügels 16b über die ausgezogen gezeichnete Stellung hinaus auch ein Ansaugen aus dem Einlasskanal 11 durch die Gehäuseöffnung 18a, die Rohrleitung 19 und durch die Gehäuseöffnung 18b, bis der Flügel 16a die Gehäuseöffnung 18a und der Flügel 16b den Einlasskanal 11 gegen den unteren Totraum 2 abschliesst, wie-die in Fig. 2 strichpunktiert gezeichnete Flügelsteilung zeigt. Nunmehr wiederholt sich der gleiche Vorgang in dem unteren Totraum 2.Dead space 1 initially reduced. This results in delivery through the housing opening 18a, the pipeline and the housing opening 18b into the outlet channel 12. When the housing opening 18b is closed by the wing 16c, the spatial connection between the dead space 1 and the outlet channel 12 is completed. With the further rotation of the rotor 13, the wing 16c releases the housing opening 18b again, which is now spatially connected to the inlet duct 11, as the wing 16c drawn in solid lines showed an enlargement of this space begins e. Thus, with further movement of the wing 16b beyond the position shown in the drawing, there is also suction from the inlet channel 11 through the housing opening 18a, the pipeline 19 and through the housing opening 18b, until the wing 16a the housing opening 18a and the wing 16b closes the inlet channel 11 against the lower dead space 2, as shown by the wing division shown in FIG. 2 by dash-dotted lines. The same process is now repeated in the lower dead space 2.

Damit keine zusätzlichen hydraulischen Verluste durch die Anordnung der Gehäuseöffnungen 18a und 18b entstehen, muss die Dicke D der Flügel grosser sein als die Breite B der. Öffnungen 18a und 18b.So that no additional hydraulic losses arise due to the arrangement of the housing openings 18a and 18b, the thickness D of the wings must be greater than the width B of the. Openings 18a and 18b.

In Fig„ 3 ist ein Kapselwerk dargestellt, in dessen Gehäuse 30 der Rotor 33 mit der Exzentrizität e zur Gehäuseachse 35 angeordnet ist. In dem Rotor 33 sind die vier Flügel 36a, 36b, 36c, 36d angeordnet. In der ausgezogenIn Fig "3 a capsule mechanism is shown, in which Housing 30, the rotor 33 is arranged with the eccentricity e to the housing axis 35. In the rotor 33 are the four Wings 36a, 36b, 36c, 36d are arranged. In the undressed

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gezeichneten Stellung hat der Flügel 36a die Auslassöffnung 52 gerade abgeschlossen bei der Annahme, dass der Rotor sich, im Uhrzeigersinn drehte' Das Volumen des von den Flügeln 36a und 36b begrenzten Totraumes 21 wird bei weiterer Drehung des Rotors 33 verringert. In der strichpunktiert gezeichneten Stellung sc-hliesst der Flügel 36c den Totraum 22 zwischen den Flügeln 36c und 36d gegen die Einlassöffnung 31 ab. Das Volumen dieses Totraumes wird bei weiterer Drehung zunächst grosser. Während der Drehung des Rotors 33 aus der ausgesogen gezeichneten Stellung um nahezu 90° ist der Totraum 21 durch die Verbindungsleitung 39 mit dem-Totraum 22 zwischen den Flügeln 36c und 36d verbunden; es kann also ein Druckausgleich und eine geringe Förderung vom oberen Totraum 21 zum unteren Totraum 22 stattfinden.In the position shown, the wing 36a has the outlet opening 52 just completed assuming that the rotor itself, turned clockwise 'The volume of the by the wings 36a and 36b of limited dead space 21 becomes with further rotation of the rotor 33 is reduced. In the position shown in dash-dotted lines, the wing 36c closes the dead space 22 between the wings 36c and 36d against the inlet opening 31. The volume of this dead space increases with further rotation initially bigger. During the rotation of the rotor 33 off the sucked position drawn by almost 90 ° is the Dead space 21 through the connecting line 39 with the dead space 22 connected between wings 36c and 36d; So there can be a pressure equalization and a low delivery from upper dead space 21 to the lower dead space 22 take place.

Fig« 4 zeigt ein Kapselwerk mit fünf Flügeln, die auf einem Lagerzapfen 45 gelagert sind, der gleichachsig zu den Flügellaufbahnen 47a und 47b des Gehäuses 40 angeordnet ist., Die Flügel 46a» 46b, 46c, 46d und 46e sind ausserdem in Führungsstücken 43*, 43b, 43c, 43d und 43e geführt, die drehbar in dem Rotor 43 angeordnet sind.4 shows a capsule mechanism with five wings which are mounted on a bearing pin 45 which is coaxially arranged to the wing runways 47a and 47b of the housing 40 is., The wings 46a »46b, 46c, 46d and 46e are also in guide pieces 43 *, 43b, 43c, 43d and 43e guided, which are rotatably arranged in the rotor 43.

Die Einlassöffnung ist mit 41, die Auslassöffnung mit 42 bezeichnet* Der mit der Exzentrizität ft zur Gehäusemitte angeordnete Rotor 43 bildet .in der gezeichneten. Stellung mit der unteren Flügellauf bahn 47b den Totraunt Mitte oberer Flügellaufbahn 47a ist die Öffnung 43a und Mitte unterer Flügellaufbahn 47b die öffnung 48b Im Gehäuse 40 angeordnet, die durch das Rohr 49 miteinander verbundenThe inlet opening is denoted by 41, the outlet opening by 42. The rotor 43, which is arranged with the eccentricity ft to the housing center, forms. Position with the lower wing runway 47b the dead center of the upper wing runway 47a is the opening 43a and the middle of the lower wing runway 47b is the opening 48b in the housing 40, which are connected to one another by the tube 49

Während der Bewegung der Flügel 46d und 46e bei Drehung des Rotors 43 im Uhrzeigersinn aus der in Fig« 4 mit strichpunktierten Linien angedeuteten Stellung in die mitausgezogenen Linien gezeichnete Stellung wird das Volumen des Totraumes 52 zunächst vergrössert und anschliessend verkleinert. Dadurch erfolgt zuerst ein Ansaugen aus dem Einlasskanal 41 durch die Gehäuseöffnung 48a, die Rohrleitung 49 und die Gehäuseöffung 48b. Nach Umsteuerung der Gehäuseöffnung 48a durch den Flügel 46h erfolgt dann eine Förderung durch die Gehäuseöffnung 48h, die Rohrleitung 49 und die Gehäuseöffnung 48a in den Auslasskanal 42, "bis der Flügel 46a die räumliche Verbindung zwischen dem Auslasskanal 42 und der Gehäuse-Öffnung 48a unterbrichte Daraufhin wiederholt sich der gleiche Vorgang in dem inzwischen gebildeten Totraum 51 *During the movement of the vanes 46d and 46e with the rotation of the rotor 43 clockwise from the position indicated by dash-dotted lines in FIG. 4 into the position shown with solid lines, the volume of the dead space 52 is first increased and then decreased. As a result, suction takes place first from the inlet channel 41 through the housing opening 48a, the pipeline 49 and the housing opening 48b. After the housing opening 48a is reversed by the wing 46h, it is conveyed through the housing opening 48h, the pipeline 49 and the housing opening 48a into the outlet channel 42, "until the wing 46a interrupted the spatial connection between the outlet channel 42 and the housing opening 48a The same process is repeated in the dead space 51 * that has now formed

Akte 46634663 file

12.8.1964
Schr/SöAugust 12, 1964
Schr / Sö

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Claims (1)

PatentansprücheClaims Flügelzellen-Kapselwerk, dessen Flügel entweder in einem exzentrisch zur Gehäusebohrung angeordneten Rotor gleitend gelagert sind oder in einem Rotor gleitend schwenkbar geführt und gleichachsig zur Gehäusebohrung gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass an der Stelle des geringsten Abstandes und an der Stelle des grössten Abstandes zwischen dem Umfang des Rotors (13, 33, 43) und den Flügellaufbahnen (17a, 17"b; 37a9 37b; 47a, 47b) in dem Gehäuse (1O9 30, 40) je eine öffnung (18a, 18b; 38a, 38b; 48a, 48b) und eine beide Öffnungen verbindende Leitung (199 39. 49) angeordnet ist,Vane capsule mechanism, the wings of which are either slidably mounted in a rotor arranged eccentrically to the housing bore or are slidably pivoted in a rotor and are mounted coaxially to the housing bore, characterized in that at the point of the smallest distance and at the point of the greatest distance between the Circumference of the rotor (13, 33, 43) and the vane tracks (17a, 17 "b; 37a, 9 37b; 47a, 47b) in the housing (1O 9 30, 40) each have an opening (18a, 18b; 38a, 38b; 48a, 48b) and a line (19 9 39, 49) connecting both openings is arranged, 2ο Flügelzellen-Kapselwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (B) der öffnungen (18a, 18b; 38a, 38b; 48a, 48b) kleiner ist als die Dicke (D) der Flügel (16, 36, 46).2ο vane cell capsule system according to claim 1, characterized in that that the width (B) of the openings (18a, 18b; 38a, 38b; 48a, 48b) is smaller than the thickness (D) of the Wings (16, 36, 46). 3c Flügelzellen-Kapselwerk nach den Ansprüchen 1 und 2„ dadurch gekennzeichnet, dass zur Verbindung der Gehäuseöffnungen (18a, 18b; 38a, 38b; 48a, 48b) eine Leitung (19, 39, 49) ausreichenden Querschnitts angeordnet ist zur Erzielung geringer Durchflussgeschwindigkeiteno'3c vane cell capsule system according to claims 1 and 2 " characterized in that for connecting the housing openings (18a, 18b; 38a, 38b; 48a, 48b) a line (19, 39, 49) of sufficient cross-section is arranged to achieve low flow rates o ' Akte 46634663 file 12„8o1964
Schr/Sö12 "8o1964
Schr / Sö BAD ORIGINAL 909839/077ORIGINAL BATHROOM 909839/077
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