DE1728365A1

DE1728365A1 - Drehkolbenpumpe

Info

Publication number: DE1728365A1
Application number: DE19641728365
Authority: DE
Inventors: Drutchas Gilbert H; Clark Hubert M
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1963-12-26
Filing date: 1964-09-15
Publication date: 1972-04-20
Also published as: ES301498A1; DE1553228A1; US3273503A

Description

betreffend
Drehkolbenpumpe.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehkolbenpumpe mit mehreren in Längsnuten des Rotorumfanges angeordneten und mit ihren Außenflächen abdichtend an der Förderrauni-Umf angswand gleitend nachgiebig anliegenden Dichtleisten, insbesondere auf eine Drehkolbenpumpe mit zwei gesonderten Pumpenkammern .

Bei den bekannten Drehkolbenpumpen dieser Art liegt jede Dichtleiste mit ihrer gesamten Außenfläche gleitend auf der Umfangswand des Förderraumes an (z.B. deutsche Patentschrift 635 784 oder USA-Patentschrift 3 066 608).

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Drehkolbenpumpe dieser Art soWeiterzubilden und zu verbessern, daß unter allen Betriebsbedingungen mit Sicherheit ein ausreichender Ölfilm zwischen der Gleitfläche jeder Dichtleiste und der Umfangswand des Förderraumes aufrechterhalten wird. Solche großflächig anliegenden Dichtleisten können nur schlecht evtl. plötzliche Krümmungsänderungen des Förderraumumfangs folgen, wie dies z.B. bei Drehkolben mit zwei gegenüberliegenden Pumpenkammern der Fall ist. Auch kann hiermit kein ausreichender Ölfilm zwischen der Dichtleiste und der Umfangswand des Förderraumes aufrechterhalten werden.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Drehkolbenpumpe der eingangs erwähnten Art erfindungsgemaß dadurch gelöst, daß die an der Umfangswand anliegende Außenfläche jeder Dicht-

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leiste durch eine sich in Längsrichtung der Dichtleiste erstreckende Nut in zwei Stützfläcnen,unterteilt ist. .^^

V/eitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Drehkolbenpumpe ergeben sich aus den linteranSprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. .

Bei der erfindungsgemäßen Aufteilung der Gleitflächen jeder Dichtleiste in zwei sich über die gesamte Leistenlänge erstreckenden Stützflächen wird auch bei stark springenden oder kippenden Bewegungen der Dichtleiste innerhalb der sie aufnehmenden Nut, wie dies vor allem bei Pumpen mit zwei gesonderten und ineinander übergehenden, sich jeweils über einen Halbkreis erstreckenden Pumpenkammern auftritt, stets ein ausreichender Ölfilm zwischen den gleitenden Teilen erzeugt und aufrechterhalten, denn es wird durch jede Stützfläche der Nut der bekannte Kingsbury-Effekt zur Aufrechterhaltung eines Ölfilms erzeugt.

Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausfübrungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Drehkolbenpumpe.

Pig» 2 zeigt einen Schnitt durch die Pumpe längs der Linie IV-IV nach Pig. 1.

Die Figuren zeigen eine übliche Drehkolbenpumpe 10, wie sie z.B. bei einem Servolenksystem für Fahrzeuge Anwendung finden kann. Der den Rotor 31 aufnehmende Förderraum 32, 33 wird durch mehrere aufeinanderliegende Gehäuseplatten 14, 16, 17 gebildet. Durch eine Ausnehmung in der mittleren Platte 16 wird die Pörderraum-Vmfangswand 30 gebildet. Der Gehäuseplattenstapel 14, 16, 17 ist in einem Gehäuse 18 unter Zwischenlage _. 3 —

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einer Dichtung 28 derart angeordnet, daß an einem Ende des Stapels,eine Druckkammer D und am Umfang des Stapels eine davon getrennte ringförmige Einlaßkammer I gebildet wird.

Gemäß Fig„ 2 wird der Förderraum in der Platte 16 durch die unregelmäßig gefornfe Ausnehmung 30 gebildet, die so bemessen ist, daß der Rotor 31 an den diametral gegenüberliegenden Berührungslinien L-L abdichtend an dieser Umfangswand anliegt. Durch diese tangentiale Abdichtung sind weniger Dichtleisten 40 nötig, so daß die Festigkeit des Rotors nicht beeinträchtigt wird. Auf beiden Seiten der Berührungslinien zwisehen Rotor 31 und Umfangswand 30 sind die eigentlichen Pumpenkammern 32 und'33 ausgebildet.

Im Rotor 31 sind mehrere Längsnuten 34, z.B. gleichmäßig am Umfang verteilt acht solche Hüten, vorgesehen. Der Nutgrund 36 dieser Nuten weist eine oder mehrere Aussparungen 38 auf, in welchen sich jeweils Schraubenfedern 39 abstützen, durch welche die Dichtleisten 40 radial nach außen vorgespannt sind und abdichtend an der Umfangswand 30 anliegen.

Jede Dichtleiste 40 besitzt die Form eines langgestreckten Strangpreßteils von annähernd kreisförmigen Querschnitt. Die gekrümmte Innenfläche 41 und die gekrümmte Außenfläche 42 jeder Dichtleiste 40 treffen an den Punkten 43 und 44 zusammen, an denen entsprechende Abrundungen vorgesehen sind.

Der Krümmungsdurchmesser der Innenfläche 41 ist im wesentlichen gleich der Breite der zugehörigen Nut 34 gewählt. Die Abmessungen der Dichtleisten sind so, daß sich jede Dichtlei ^ste 40 ungehindert radial und winkelig im Schlitz 34 und gegenüber dem Rotor 31 bewegen kann, während die Dichtleiste dem Profil der Umfangswand 30 des Förderraumes folgt.

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Jede gekrümmte Außenfläche 42 zwischen den Pumpen 43 und 44 besitzt eine Krümmung, die im wesentlichen gleich der Krümmung der Umfangswand 50 ist. bie ist etwas kleiner als diese Krümmung der umfangswand 50, so daß der klassische Kingsbury-Effekt erzielt wird, der darin besteht, daß ein Ölfilm unter der Vorderkante der Dichtleiste eingeführt wird, so daß sich die gekrümmte Außenfläche 42 auf einem Ölfilm gleitend bewegt.

In Längsrichtung erstreckt sich über die ganze länge jeder Dichtleiste 40 etwa in deren Mitte eine Aussparung oder Nut 46, so daß die Außenfläche in zwei Stützflächen unterteilt wird. Diese Aufteilung der Außenfläche 42 ist vor allem bei solchen Pumpen von Vorteil, bei denen im Sinne des gezeigten Ausführungsbeispiels zwei aneinander anschließende Pumpen-?· kammern vorgesehen sind, tu denn die Umfangswand 30 des Förderraumes verläuft hierbei in einem gewissen Ausmaß radial. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Dichtleisten wird jedoch auch in diesen Fällen eine gute Abdichtung erreicht, wenn die beiden Stützflächen der Außenfläche 42 an der umfangswand 30 angreifen und die Übergangszonen zwischen den tangentialen Abdichtungspunkten und den Pumpenkammern 32 und 33 durchlaufen. Durch die genutete Oberfläche der Dichtleisten wird also eine Stabilisierung der kippenden und springenden Bewegungen der Dichtleisten 40 erreicht, wie dies vor allem bei Pumpen mit zwei Pumpenräumen auftritt, wenn nämlich die Puiapenräume radiale und tangentiale Beschleunigungen hervorrufen, die um so größer werden, je kürzer der Abstand zwischen dem Pumpeneinlaß und den Pumpenräumen wird. Durch die Aussparung des mittleren Teiles der Außenfläche der Dichtleisten werden die beiden Stützpunkte in dichtung auf die beiden äußeren Flächenteile verlagert, so daß,nach wie vor der klassische Kingsbury-Effekt auftritt.

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Um den gleichen Druckzustand unter der Dichtleiste und in dem Raum zwischen zwei benachbarten Dichtleisten bei Druckändarungen aufrechtzuerhalten, während die Dichtleiste eine volle Umdrehung ausfuhrt, besitzt jede Dichtleiste 40 ferner noch einen -^ntlastungskanal 47, der an der Innenfläche 41 ausgebildet ist und sich vom Punkt/aus genügend weit nach innen erstreckt, um die weiter innen liegenden Teile der Hüten 34 mit den Pumpenkammern 32 und 33 zu veroinden.

Eine der Seitenwände 37 jeder üut 34 ist außerdem mit einer Ausnehmung 48 versehen, durch welche der gleiche Druck unter der Dichtleiste und in dem tangential verlaufenden gekrümmten üpalx auf der nacheilenden Seite der Dichtleiste aufrechtzuerhalten, nachdem die Dichtleiste die Auslaßöffnung verlassen hat und in den tangentialen Bogen eintritt, bomit hat jede Aussparung 48 die Funktion eines Zeitsteuerschlitzes und dient dazu eine Druckentlastung herbeizuführen, während die Dichtleiste die abgedichtete Zone durchläuft.

In der die irörderraum-Umfangswand oildenden G-ehäusepiatte 16 ist außerdem noch auüernalb der Ausnehmung 30 ein Rückströmventil 89 eingebaut, das über geeignete Kanäle mit der Einlaßkammer I in Verbindung steht.

Patentansprüche

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Claims

S MÜNCHKN00

SCBWKXOKRSTRAees · ._ .

T>L«n» CS 0· 91

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611

Fatentansp r ti ehe

Drehkolbenpumpe mit mehreren in Längsnuten des Rotorumfangs angeordneten und mit ihren Außenflächen abdichtend an der Förderraum-Umfangswand gleitend nachgiebig anliegenden Dichtleisten, dadurch gekennzei c h η e t, daß die an der Umfangswand (30) anliegende Außenfläche (42) jeder Dichtleiste (40) durch eine sich in Längsrichtung der Dichtleiste erstreckende Nut (46) in zwei Stützflächen unterteilt ist.
2. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet, daß die beiden Stützflächen jeder Dichtleiste (40) eine den bekannten Kingsbury-Effekt ergebende Krümmung aufweisen. ,
3. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Nutgrund (36) zugekehrte Innenfläche (41) jeder Dichtleiste (40) einen etwa der Breite der Rotornut (34) entsprechenden Krümmungshalbmesser aufweist.
4e Drehkolbenpumpe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rotornut (34) an einer ihrer Seitenflächen (37) eine Druckausgleichsausnehmung (48) aufweist.
5. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 1 bis 4, dadurch g e kennzeichne t, daß jede dichtleiste (40) einen in den Rotornutraum hinter der Dichtlöiste führenden Sntlastungskanal (47) aufweist.

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