DE2157637C3 - Flügelzellenpumpe oder -motor - Google Patents

Description

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

Das über die Drosselstdlen in Jen Schlitzgrund einlind ausströmende Druckmk'.el übt eine solche Kraft auf den Flügel aus, daß dieser ü? sr 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 Ablaufraum gewährleistet einen guten Gesamtwirkungsgrad der Pumpe bzw. des Motors. Nach der US-PS 35 98 510 sind Drosselstellen In Flügeln und in den beiden seitlichen Abdeckplatten einer Rügeizellenpumpe vorgesehen, wobei die Drov »elstellen in den Flügeln den Anpreßdruck für die Flügel Im Bereich zwischen den beiden Übergangsbereichen festlegen und die in den seitlichen Abdeckplatten Vorgesehenen Drosselsteilen den Anpreßdruck in den Übergangsbereichen. Den Bezugsdruck bildet der förderdruck der Pumpe, wobei zwischen den Übergangsbereichen durch die Drouselstellen in den Flügeln !wischen 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 37 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 Schlitzgrund im Rotor vorgesehen sind, wobei in den Kanälen in Richtung der Arbeitsräume schließende Rückschlagventile vorgesehen sind, die einen Druckab,- bau 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 ül<er den

ίο 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 Schlitzgrund durch mit Rückschlagventilen versehene Kanäle mit der nach- und voreilenden Klügelzelle 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 Richb'iig der Lauffläche des Laufringes beaufschlagt Dies bewirkt nicht nur ein erhöhtes Laufgeräusch der Pumpe bzw. des Motors, sondern auch

³<> 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.

F i g. 1 zeigt eine Draufsicht auf einen Rotor einer Flügelzellenpumpe mit Laufring und Steuerschlitze auf der Gehäusehinterseite und

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

In F i g. 1 ist mit 1 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 3.

Der Pfeil 6 veranschaulicht die Drehrichtung des Rotors. In dem Rotor sind Ober dem Umfang gleichmäßig verteilte, radial nach außen weisende Schlitze 7 zur Aufnahme der Flügel 8 eingelassen. Vom Schlitzgrund 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 Gewindeabschnittc 9a, Ua zur Aufnahme von Drosselstellen bildenden Einschraubkörpern 96, 116 mit Drosselbohrungen 20 auf. Die Einschraubkörper 9b, lib 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 7a der Schlitze 7 fallen, wird dieser von den Bohrungen lediglich angeschnitten. In den kegelförmigen Vertiefungen sind Drosselschlitze 9d, Ud eingelassen, die beim Aufsitzen der Kugel 21 auf den Sitzer 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. Ud legt die Größe des den Schlitzgrund 7a, sowie die den Schlitzgrund begrenzende untere Stirnfläche 8/der Flügel " ' -senden Druckes fest

In der gezeigten Rotorstellung steht die voreilende Flügelzelle 12' des im Übergangsbereich 13 zwischen dem Ende 4b 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 Ta des dem Flügel 8' zugeordneten Schlitzes T eine Druckmittelströmung über die Drosselbohrung 20 (F i g. 2) des in der Bohrung U' eingeschraubten Einschraubkörpers Ub und der Drosselbohmng 20 des in der Bohrung 9' eingeschraubten Einschraubkörpers 9b von der Druckseite zur Saugseite der Pumpe statt. Hierbei hebt sich die den Drosselkörper bildende Kugel 21 in der Bohrung 11' von dem Sitz Hc ab, während die Kugel 21 in der Bohrung 9' auf den Sitz 9c gepreßt wird, so daß die Drosselschlitze 9c/(F i g. 2) die Drosselung übernehmen. Da der Gesamtströmungsqiierschnitt der Drosselschlitze 9dkleiner ist als die geöffnete Drosselbohmng 20 des Einschraubkörpers Ub, stellt sich im Schlitzgrund Ta des dem Flügel 8 zugeordneten Schlitzes 7 ein Druck ein, der größer ist als der mittlere Druck aus den in der vor- und n&cheilenden Flügelzelle 12', 10' herrschender. 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 Gesamtströmungsquerschnitt der Drosselschlitze 9c/. Je größer diese Differenz

ίο 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 Flügeköpfe, wenn also bei deren gezeigter dachförmigen Ausbildung die vor- und nacheilende Dachfläche Sv, Sn gleiche Größe aufweisen, der die untere Stirnfläche Sf bzw. den Schlitzgrund 7a beaufschlagende Druck nur geringfügig größer gehalten werden als der sich aus den in der vor- und nacheilenden Flügelzelle wirkenden Drücken ergebende mittlere Druck. ,Die Flächendifferenz der wirksamen Strömungsquerschjiitte kann in diesem Fall klein gehalten werden.
Wird der Rotor 1 weitergedreht, so daß die Verbindung der nacheilenden Flügelzelle 10' durch Überfahren des Saugschlitzendes 4bdurch 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

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

Verläßt der Flügel 8' den Druckschlitz 5 und passiert den Übergangsbereich 14 zwischen dem Druckschlitzende Sb und dem Saugschlitzanfang 4a, verringert sich der Druck in der voreilenden Flügelzelle 12', während die nachfolgende Flügelzelle 10' noch vor,- 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 Sitz 9c und ein Anliegen der Kugel auf den Sitz lic so daß die Drosselbohmng 20 des Einsatzkörper 9b und die Drosselschlitze Ud des Einsatzkörpers Ub wirksam sind. Befinden sich die vor- und .acheilenden Flügelzellen 10', 12' durch Weiterdrehen des Rotors im Bereich des Saugschlitzes 4, ist der Flügel 8' wieder druckausgeglichen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

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 (7 a) über jeweils einen vom Flügel (8') unabhängigen, im Rotor (1) angeordneten, eine Drosselstelle aufweisenden Kanal (Bohrung 9, II) mit der vor- und nacheilenden Flügelzelle (10,12) verbunden ist

2. Flügelzellenpumpe oder -motor nach Anspruch

1, dadurch gekennzeichnet, daß bei jeder Drosselstelle ein beweglich gelagerter, vom Druckmittel zu betätigender Drosselkörper vorgesehen ist, der bei Anlage an den Sitz (9α 11 ς) der Drosselbohrung (20) den Strömurgsquerschnitt verringert

3. Flügelzellenpumpe oder -motor nach Anspruch

2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselkörper von Kugeln (21) gebildet sind und der Sitz (9c, lic) einer jeden Kugel ein oder mehrere Drosselschlitze (9</, lid)aufweist