DE2157637B2 - Flügelzellenpumpe oder -motor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Flügelzellenpumpe oder ^!0 einen Flügelzellenmotor nach dem Gattungsbegriff des Anspruches 1.

Das über die Drosselstellen in den Schlitzgrund ein- und ausströmende Druckmittel übt eine solche Kraft auf den Flügel aus, daß dieser über den gesamten Drehbereich des Rotors am Laufring dichtend anliegt, insbesondere auch im Übergangsbereich zwischen Zu- und Ablaufraum. Die damit sich ergebende Abdichtung des Zulaufraumes vom Ablauf! aum gewährleistet einen guten Gesamtwirkungsgrad der Pumpe bzw. des ^w Motors. Nach der US-PS 35 98 510 sind Drosselstellen in Flügeln und in den beiden seitlichen Abdeckplatten einer Flügelzellenpumpe vorgesehen, wobei die Drosselstellen in den Flügeln den Anpreßdruck für die Flügel im Bereich zwischen den beiden Übergangsbereichen ⁴> festlegen und die in den seitlichen Abdeckplatten vorgesehenen Drosselstellen den Anpreßdruck in den Übergangsbereichen. Den Bezugsdruck bildet der Förderdruck der Pumpe, wobei zwischen den Übergangsbereichen durch die Drosselstellen in den Flügeln ^r'° zwischen Unter- und Oberseite der Flügel ein annähernder Druckausgleich erfolgt. In den Übergangsbereichen wird der Anpreßdruck neben dem Förderdruck als Bezugsdruck von den Strömungsquerschnitten der Drosseln festgelegt. Zwischen den Übergangsberei- " chen ist somit der Anpreßdruck relativ klein, während in den Übergangsbereichen der Anpreßdruck als Mischdruck aus Saug- und Förder- bzw. Pumpendruck relativ groß ist.

Bei einem Flügelzellenmotor nach der US-PS ^hl) 27 19 512 werden die Flügel im Schlitzgrund jeweils von dem höchsten Druck beaufschlagt, der in den vor- und nacheilenden Arbeitsräumen herrscht. Dies wird dadurch ermöglicht, daß zu beiden Seiten der Flügel Verbindungskanäle von den Arbeitsräumen zu dem ^M Schlitzgrund im Rotor vorgesehen sind, wobei in den Kanälen in Richtung der Arbeitsräume schließende Rückschlagventile voreesehen sind, die einen Druckabbau in Richtung der Arbeitsräume unterbinden, sobald diese mit der Auslaßseite in Wirkverbindung stehen. Damit sich die Flügel in den Übergangsbereichen in Richtung der Drehachse verschieben können, sind in diesen Bereichen zusätzliche Gehäusekanäle vorgesehen, die den jeweiligen Schlitzgrund in diesem Bereich mit der Auslaßseite verbinden. Gleichzeitig wird hierbei der in Drehrichtung des Motors gesehen, dem betreffenden Flügel nacheilende Arbeitsraum über den in diesem Raum mündenden Kanal mit Rückschlagventil mit der Auslaßseite verbunden und damit druckentlastet Im Übergangsbereich zwischen Auslauf- und Zulaufseite werden die Flügel von Druckfedern in Anlage an dem Laufring gehalten. Durch die nicht vorveröffentlichte DE-OS 21 40 610 ist eine Flügelzellenpumpe bzw. ein Flügelzellenmotor bekannt, bei denen ebenfalls der Schlhzgrund durch mit Rückschlagventilen versehene Kanäle mit der nach- und voreilenden Flügelzelle verbunden ist. Dadurch werden die Flügel ebenfalls von dem höchsten Druck aus der vor -und nacheilenden Flügelzelle in Richtung des Laufringes beaufschlagt.

Durch diese bekannten Maßnahmen werden die Flügel mit Erreichen des Übergangsbereiches aus der Richtung des Zulaufraumes bei Pumpenbetrieb bzw. des Ablaufraumes bei Motorbetrieb ruckartig vom Arbeitsmitteldruck in Richtung der Lauffläche des Laufringes beaufschlagt Dies bewirkt nicht nur ein erhöhtes Laufgeräusch der Pumpe bzw. des Motors, sondern auch einen erhöhten Verschleiß der Lauffläche des Laufringes an dieser Stelle und der betreffenden am Laufring angepreßten Flügelflächen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Flügelzellenpumpe oder -motor der vorausgesetzten Gattung zu schaffen, bei der bzw. bei dem mit einfachen Mitteln die Flügel an der Lauffläche des Laufringes nur mit einer solchen Kraft angepreßt werden, die zum sicheren Abdichten ausreicht, ohne den Verschleiß begünstigende Werte annehmen zu müssen.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Dadurch, daß das Druckmittel jedem Flügelschlitz über eine Drossel zuströmt und über eine weitere Drossel aus dem Flügelschlitzgrund wieder abströmt, läßt sich ein solcher Druck im Schlitzgrund erzeugen, der gerade so hoch ist, daß eine dichte Anlage der Flügel über den gesamten Umfang des Laufringes gewährleistet ist. Die Höhe des Druckes ergibt sich aus der Dimensionierung der beiden Drosseln. Dabei sollen die Flügel im Zu- und Ablaufbereich der Pumpe bzw. des Motors weitgehend entlastet sein und bei Eintritt in den Übergangsbereich zwischen Zu- und Ablaufbereich nicht plötzlich mit einem das erforderliche Maß überschreitenden Druck in Richtung der Lauffläche des Laufringes beaufschlagt werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in der Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf einen Rotor einer Flügelzellenpumpe mit Laufring und Steuerschlitze auf der Gehäiisehintersehe und

F i g. 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Rotorbereiches mit einer Drosselstelle.

In F i g. 1 ist mit t der Rotor und mit 2 der exzentrisch zur Rotorachse A angeordnete Laufring bezeichnet. 3 bezeichnet die eine Steuerscheibe mit dem saugseitigen Steuerschlitz 4 und dem druckseitigen Steuerschlitz 5.

Der Pfeil 6 veranschaulicht die Drehrichtung des Rotors. In dem Rotor sind über dem Umfang gleichmäßig verteilte, radial nach außen weisende Schlitze 7 zur Aufnahme der Flügel 8 eingelassen. Vom Schiitzgrund 7a eines jeden Schlitzes 7 führt ein von einer Bohrung 9 gebildeter Kanal zur nacheilenden Flügelzelle 10 und ein von einer Bohrung 11 gebildeter Kanal zur voreilenden Flügelzelle IZ Flügelzellenseitig weisen die Bohrungen 9 und 11 Gewindeabschnitte 3a, 11a zur Aufnahme von Drosselstellen bildenden Einschraubkörpern 9b, lift mit Drosselbohrungen 20 auf. Die Einschraubkörper 9b, üb haben auf der den Flügelzellen 10, 12 gegenüberliegenden Seite als kegelförmige Vertiefungen ausgebildete Sitze 9c, lic für die in den Bohrungen 9 und 11 befindlichen als Kugeln 21 ausgebildeten Drosselkörper.

Damit die Kugeln nicht in den Schlitzgrund Ta der Schlitze 7 fallen, wird dieser von den Bohrungen lediglich angeschnitten. In den kegelförmigen Vertiefungen sind Drosselschlitze 9d, lic/eingelassen, die beim Aufsitzen der Kugel 21 auf den Sitzen 9c, lic anstelle der Drosselbohrung 20 die Drosselung übernehmen. Der Strömungsquerschnitt dieser Schlitze ist kleiner als der Strömungsquerschnitt der Drosselbohrungen 20. Die Größe des Gesamtströmungsquerschnittes der Drosselschlitze 9d bzw. Wd legt die Größe des den Schlitzgrund 7a, sowie die den Schlitzgrund beg-enzende untere Stirnfläche 8/der Flügel 8 beaufschlagenden Druckes fest

In der gezeigten Rotorstellung steht die voreilende Flügelzelle 12' des im Übergangsbereich 13 zwischen dem Ende Ab des Saugschlitzes 4 und dem Anfang 5a des Druckschlitzes 5 sich befindlichen Flügels 8' mit dem Druckschlitz in Verbindung, so daß diese Flügelzelle von dem auf der Druckseite herrschenden Druck beaufschlagt wird. Die nacheilende Flügelzelle 10' des Flügels 8' steht mit dem Saugschlitz 4 in Verbindung. Dadurch findet im Schlitzgrund 7'a des dem Flügel 8' zugeordneten Schlitzes T eine Druckmittelströmung über die Drosselbohrung 20 (F i g. 2) des in der Bohrung 11' eingeschraubten Einschraubkörpers Wb und der Drosselbohrung 20 des in der Bohrung 9' eingeschraubten Einschraubkörpers 96 von der Druckseite zur Saugseite der Pumpe statt. Hierbei hebt sich die den Drosselkörper bildende Kugel 21 in der Bohrung 11' von dem Sitz lic ab, während die Kugel 21 in der Bohrung 9' auf den Sitz 9c gepreßt wird, so daß die Drosselschlitze 9J(F i g. 2) die Drosselung übernehmen. Da der Gesamtströmungsquerschnitt der Drosselschlitze 9c/kleiner ist als die geöffnete Drosselbohrung 20 des Einschraubkörpers Wb, stellt sich im Schlitzgrund 7'a des dem Flügel 8 zugeordneten Schlitzes 7 ein Druck ein, der größer ist als der mittlere Druck aus den in der vor- und nacheilenden Flügelzelle 12', 10' herrschenden Drücken. Die Größe des dem Schlitzgrund 7'a beaufschlagenden Druckes wird von der Flächendifferenz der wirksamen Drosselquerschnitte festgelegt, d. h„ der Differenz aus dem Strömungsquerschnitt der Drosselbohrung 20 und dem Gesamtströmungsquerrchnitt der Drosselschlitze 9d. Je größer diese Differenz

ιυ ist, umso größer ist auch der den Schlitzgrund 7a, sowie die Stirnfläche 8/"des Flügels 8 beaufschlagende Druck. Zur Gewährleistung einer dichtenden Anlage der Flügelkante 8a an der Lauffläche 2a des Laufringes 2, muß bei einer symmetrischen Ausbildung der Flügeköp-

r> fe, wenn also bei deren gezeigter dachförmigen Ausbildung die vor- und nacheilende Dachfläche 8v, Sn gleiche Größe aufweisen, der die untere Stirnfläche 8/ bzw. den Schlitzgrund 7a beaufschlagende Druck nur geringfügig größer gehalten werden als der sich aus den

2» in der vor- und nacheilenden Flügelzelle wirkenden Drücken ergebende mittlere Druck. Die Flächendifferenz der wirksamen S'römungsquerschnitte kann in diesem Fall klein gehalten werden.

Wird der Rotor 1 weitergedreht, so daß die

2ϊ Verbindung der nacheilenden Flügelzelie 10' durch Überfahren des Saugschlitzendes Ab durch den nachfolgenden Flügel 8" unterbrochen ist, erhöht sich der Druck in der nacheilenden Flügelzelle 10' und damit gleichzeitig auch der Druck im Schlitzgrund 7'a

J" entsprechend, so daß die dichtende Anlage der Flügelkante 8a'an der Lauffläche 2a des Laufringes 2 erhalten bleibt. Befinden sich durch Weiterdrehen des Rotors 1 beide Flügelzellen 10', 12' im Bereich des Druckschlitzes 5, ist der Flügel druckausgeglichen.

υ Verläßt der Flügel 8' den Druckschlitz 5 und passiert den Übergangsbereich 14 zwischen dem Dmckschlitzende 5b und dem Saugschlitzanfang 4a, verringert sich der Druck in der voreilenden Flügelzelle 12', während die nachfolgende Flügelzelle 10' noch vom im Druckschlitz 5 wirkenden Pumpendruck beaufschlagt wird. Hierbei kehrt sich die im Schlitzgrund 7'a wirksam werdende Strömung gegenüber der Strömung beim Passieren des Übergangsbereiches 13 um. Diese Strömung bewirkt nunmehr ein Abheben der Kugel 21

*"> vom Sitz9cund ein Anliegen der Kugel auf den Sitz lic, so daß die Drosselbohrung 20 des Einsatzkörpers 9b und die Drosselschlätze Wd des Einsatzkörpers lift wirksam sind. Befinden sich die vor- und nacheilenden Flügelzellen 10', 12' durch Weiterdrehen des Rotors im Bereich des Saugschlitzes 4, ist der Flügel 8' wieder druckausgeglichen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Flügelzellenpumpe oder -motor, dessen Rotor Schlitze zur Aufnahme der Flügel aufweist und der Schlitzgrund mit zwei Drosselstellen in Verbindung ■> steht, wobei über die eine Drosselstelle das Druckmittel dem Schlitzgrund zuströmt und über die andere Drosselstelle das Druckmittel aus dem Schlitzgrund abströmt, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schlitzgrund {Ja) über "> jeweils einen vom Flügel (8') unabhängigen, im Rotor (1) angeordneten, eine Drosselstelle aufweisenden Kanal (Bohrung 9, 11) mit der vor- und nacheilenden Flügelzelle (10,12) verbunden ist.

   Z Flügelzellenpumpe oder -motor nach Anspruch '⁵

   1, dadurch gekennzeichnet, daß bei jeder Drosselstelle ein beweglich gelagerter, vom Druckmittel zu betätigender Drosselkörper vorgesehen ist, der bei Anlage an den Sitz (9c; Herder Drosselbohrung (20) den Strömungsquerschnitt verringert.

   3. Flügelzellenpumpe oder -motor nach Anspruch

   2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselkörper von Kugeln (21) gebildet sind und der Sitz (9c, Wc) einer jeden Kugel ein oder mehrere Drosselschlitze (9c/, !!«^aufweist. ^r>