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Flügelzellenpumpe oder FlügSlzellenmotor Die Erfindung betrifft eine
Flügelzellenpumpe oder einen Flügelzellenmotor mit einem Hubring und darin angeordnetem
Rotor und mit in radialen Führungsschlitzen des Rotors angeordneten Flügeln, die
wenigstens während der Rotordrehung gleitend gegen den Hubring anliegen und zwischen
Hubring und Rotor vorgesehenen Druckzonen und baugzonen.
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Derartige Vorrichtungen sind für flüssige und gasförmige Medien vielfach
in Gebrauch und zeichnen sich durch eine raumsparende Bauweise und einen ruhigen
Lauf aus. Ein besonders häufiges Anwendungsgebiet ist die Ölhydraulik.
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Es gibt verschiedene Ausführungsformen, z. B. solche mit rundem Hub;r1fl
und Verstellmöglichkeit des Förder- bzw.
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Schluckvolumensf oder solche mit ovalem Hubring ohne Verstellmöglichkeit,
Die Steuerschlitze können im Hubring, an den Stirnseiten oder in einem innerhalb
des Rotors angeordneten Kolben vorgesehen sein. Es gibt auch eine sogenannte Festflügelbauweise,
bei der die Flügel im Stator angeord net sind. Weiterhin kann ein seitlicher Spielausgleich
der Flügel sowie eine hydraulisehe Entlastung der Flügel vorgesehen sein.
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Allen bekannten Ausführungen haftet der Nachteil an, daß die Flügel
in den Führungsschlitzen in der Art eines einseitig eingespannten Balkens geführt
sind. Durch den Druck des Mediums werden die Flügel einer hohen Biegespannung ausgesetzt
und es entstehen zwischen den einzelnen Flügeln und den Pührungsschlitzen Reaktionskräfte,
welche Kantenpressungen und Verschleiß verursachen und dadurch Reibungsverluste
und Undichtigkeitsverluste nach sich ziehen. Ein weiterer Nachteil ist die schwierige
Abdichtung der Plügelkanten gegen die stirnseitigen Begrenzungsflächen. Die bekannten
Slügelzellenpumpen sind daher nur als Nieder- und Mitteldruckpumpen, nicht aber
als Hochdruckpumpen, verwendbar. Ein weiterer Nachteil ist, daß bei Plügelzellenpumpen
mit ovalem Laufring keine Verstellung des Hubvolumens möglich ist.
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Der Erfindung liegt zur Vermeidung der genannten Nachteile als Aufgabe
die Schaffung einer Flügelzellenpumpe bzw. eines Flügelzellenmotors zu Grunde, bei
der bzw. bei dem die Flügel besser abgestützt sind, wodurch eine Verwendbarkeit
als Hochdruckpumpe bzw. als Hochdruckmotor ermöglicht wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Rotor an
wenigstens einer Stirnseite des Hubringes in axialer und in radialer Richtung über
den Hubring hinausragt und die Führungsschlitze auch in wenigstens einem Teilbereich
des
hinausragenden Rotorteils enthalten sind und die Flügel in diese
verlängerten Führungsschlitze hineinragen.
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Dadurch wir erreicht, daß die Flügel an wenigstens einer Seitenkante
über die gesamte Länge dieser Seitenkante ständig im Führungsschlitz verbleiben
und damit stets geführt und abgestützt sind. Dies hat geringere Biegebeanspruchung
in den Flügeln sowie eine Verminderung der Reibungsverluste zwischen den Flügeln
und den Führungsschlitzen zur Folge. Weiterhin ist durch diese Maßnahme die Abdichtung
an den Flügelseiten wirksamer als bei den bekannten Anordnungen, da die seitliche
Flügelführung eine Art Labyrinthdichtung bildet. Die Anordnung ist daher auch für
Hochdruck verwendbar.
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Nach einem weiteren Merkmal kann vorgesehen sein, daß die Verlängerung
des Rotors,der Führungaschlitze und der Flügel an beiden Stirnseiten des Hubringes
vorhanden ist. Damit wird die Abstützung und die Abdichtung beider Flügelseitenkanten
ermöglicht, Die Flügel können mit stirnseitigem Spiel in den Führungsschlitzen angeordnet
sein, wodurch eine Wärmedehnung der Flügel in axialer Richtung kein Verklemmen und
damit Verschleiß herbeiführen kann.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung weisen die Flügel in ihrer dem
Hubring zugewandten Kante eine der Breite des Hubringes entsprechende Ausnehmung
auf. Dadurch wird eine Abdichtung der Flügelecken auch bei abgerundet ausgeführten
Flügeloberkanten gewährleistet.
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Es kann vorgesehen sein, die erfindungsgemäße Maßnahme bei Anordnungen
mit rundem Hubring und exzentrisch gegenüber dem Hubring gelagerten Rotor zu verwenden.
Diese Exzentrizität kann verstellbar sein.
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Weiterhin schlägt die Erfindung vor, daß auf der der Verlängerung
des Rotors axial gegenüberliegenden Seite ein axial verschiebbarer und in dem Zwischenraum
zwischen Hubring und Rotor dicht schließender Ring angeordnet ist und die Flügel
gegen die Stirnseite des Ringes federnd angedrückt sind. Hierdurch erhält man eine
Verstellmöglichkeit des Schluck- bzw. Fördervolumens bei gleichzeitiger Möglichkeit,
den Hubringoval oder mit mehreren Erhebungskurven auszuführen.
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Die Steuerschlitze für die Saurzonen llnd die Druckzonen können, wie
an sich bekannt, im Hubring, an wenigstens einer Stirnseite des Rotors oder in einem
innerhalb des Rotors angeordneten Kolben vorgesehen sein.
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Schließlich ist es auch möglich, die erfindungsgemäßen Maßnahmen bei
der F estflügelbauweise vorzusehen, bei der die Flügel im Stator der Vorrichtung
angeordnet sind und der Rotor als Hubscheibe ausgebildet ist. Derartige Pumpen zeichnen
sich durch eine besonders hohe Laufruhe aus.
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In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch
dargestellt. Es zeigen: Figur 1 eine Flügelzellenpumpe im Längsschnitt; Figur 2
einen Schnitt gemäß der Linie II - II in Fig. 1; Figur 3 einen Längsschnitt durch
ein weiteres Ausführungsbeispiel der Flügelzellenpumpe; Figur 4 einen Schnitt gemäß
der Linie IV - IV in Fig. 3.
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Die in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellte Flügelzellenpumpe weist ein
Gehäuse 1 auf, mit dem ein Hubring 2 fest verbunden ist. In dem Hubring 2 sind Steuerschlitze
3 und 4 vorgesehen. Die Innenkontur 5 des Hubringes 2 ist oval.
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Das Gehäuse 1 weist ein Lager 6 auf, durch das eine Welle 7 geführt
ist, die mit einem Rotor 8 verbunden ist. Der Rotor 8 ist rund und mit über den
Umfang verteilten radialen Führungsechlitzen 9 versehen, in denen Flügel 10 radial
verschiebbar angeordnet sind. Der Rotor 8 ragt an beiden Stirnseiten in axialer
und in radialer Richtung über den
Hubring 2 hinaus, wodurch hinausragende
Rotorteile 11 gebildet werden. Die Führungsschlitze 9 sind bis in einen Teilbereich
der hinausragenden Rotorteile 11 weitergeführt. Diese verlängerten Führungsschlitze
sind mit 12 bezeichnet. Die Flügel 10 sind breiter als der Hubring 2 ausgebildet,
und zwar derart, daß sie seitlich auch in die verlängerten Führungsschlitze 12 hineinragen.
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In der Flügelpumpe wird durch den Hubring 2, den Rotor 8 und die hinausragenden
Rotorteile 11 ein Innenraum begrenzt. Die Flügel 10 ragen in den Innenraum hinein
und unterteilen diesen bei Drehung des Rotors in zwei Saugzonen 13 und 2 Druckzonen
14. Die Flüge; 10 sind gegen die ovale Innenkontur 5 des Hubringes 2 federnd angedrückt
(Federn nicht im einzelnen dargestellt). Bei Drehung des Rotors 8 wird das zu fördernde
Medium durch die Steuerschlitze 3 angesaugt und durch die Steuerschlitze 4 verdrängt.
Dazu sind die Saugzonen 13 mit den Steuerschlitzen 3 und die Druckzonen 14 mit den
Steuerschlitzen 4 verbunden. Die Steuerschlitze 3 und 4 sind in Fig.
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2 nicht dargestellt.
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Durch die Anordnung der Flügel 10 in den verlängerten Führungaschlitzen
12 wird eine ständige seitliche Führung der Flügel 10 erreicht und damit eine Biegebeanspruchung
nach
Art eines einseitig eingespannten Balkens vermieden.
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Gleichzeitig erfolgt die Abdichtung der Saugzonn 13 und der Druckzonen
14 in axialer Richtung innerhalb der hinausragenden Rotorteile 11 nach Art einer
Labyrinthdichtung.
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In den Fig. 3 und 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Flügelzellenpumpe
gemäß der Erfindung dargestellt. Ein Gehäuse 20 ist mit einem Hubring 21 fest verbunden.
Der Hubring 21 weist über seinen Umfang ein-e Ausnehmung 21a auf. In dem Hubring
21 sind Steuerschlitze 22 und 23 vorgesehen. Das Gehäuse 20 weist ein Lager 24 auf,
durch das eine Welle 25 geführt ist, die mit einem Rotor 26 verbunden ist. Der Rotor
26 ist rund und mit über den Umfang verteilten radialen Führungsachlitzen 27 versehen,
in denen Flügel 28 radial und axial verschiebbar angeordnet sind. Die Innenkontur
29 des Hubringes 21 ist oval. Der Rotor 26 weist an einer Stirnseite ein hinausragendes
Rotorteil 30 auf, welches in die Ausnehmung 21a einfaßt. Die Führungeschlitze 27
sind durchgehend durch den hinausragenden Rotorteil 30 weitergeführt und in diesem
Bereich mit 31 bezeichnet. Die Breite der Flügel 28 ist so gewählt, daß diese über
die das hinausragende Rotorteil 30 aufweisende Stirnseite des Rotors 26 hinausragen.
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Auf der axial gegenüberliegenden Seite des Rotors 26 ist ein axial
verschiebbarer Ring 32 vorgesehen, der in dem Zwischenraum zwischen Hubring 21 und
Rotor 26 dichtschließend angeordnet ist. Die Flügel 28 sind gegen die Stirnseite
33 des Ringes 32 federnd angedrückt. Dazu ist ein Federteller 34 und eine Feder
35 vorgesehen, die gegen die Innenwand des Gehäuses 20 abgestützt ist.
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In der Flügelpumpe wird durch den Hubring 21, den Rotor 26, den hinausragenden
Rotorteil 30 und die Stirnseite 33 des Ringes 32 ein Innenraum begrenzt. Die Flügel
28 ragen in den Innenraum hinein und unterteilen diesen bei Drehung des Rotors 26
in zwei Saugzonen 36 und zwei Druckzonen 37, die jeweils mit den Steuerschlitzen
22 bzw. 23 verbunden sind. Das zu fördernde Medium wird somit durch die Steuerschlitze
22 angesaugt und durch die Steuerschlitze 23 verdrängt. Die Steurschlitze sind in
Fig. 4 nicht dargestellt.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel ist bei ovalem Hubring durch eine axiale
Verschiebung des Ringes 32 die Breite des Innenraumes und damit die axiale Ausdehnung
der Saugzonen bzw. Druckzonen veränderbar, wodurch eine stufenlose Verstellbarkeit
des Hubvolumens erreicht wird.
Bei dieser Anordnung ist auf einer
Ezlügelseite eine ständige seitliche Führung der Flügel vorhanden. Die axiale Abdichtung
der Saugzonen 36 und der Druckzonen 37 erfolgt an einer Stirnseite innerhalb des
hinausragenden Rotorteiles 30 nach Art einer Labyrinthdichtung und an der anderen
Stirnseite in der herkömmlichen Porm.