DE2157770A1 - Rotary vane pump - Google Patents
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Description
Sperry Rand Corporation
Troy, Michigan 48084, USASperry Rand Corporation
Troy, Michigan 48084, USA
Die Erfindung betrifft eine Drehschieberpumpe mit einer Anordnung von Verbindungsdurchlässen und einem Noekenring, sowie einer Einrichtung zur Veränderung der Winkellage beider zueinander.The invention relates to a rotary vane pump with a Arrangement of connecting passages and a Noekenring, as well as a device for changing the Angular position of both to each other.
Die Drehschieberpumpe ist eine leistungsfähige, kompakte, zuverlässige und gering verschleißende Einrichtung, welche eine breite Anwendung in hydraulischen Leistungsanlagen und für andere Pumpzwecke findet; ähnliche Anordnungen werden auch als hydraulische Roationsmotoren verwendet. Für solche Einrichtungen verwendet man normalerweise einen Nockenring mit einer relativ zu der Rotorachse nicht kreisförmigen Kontur, und deshalb ist das Vorschieben der Schieber durch die Kontur des Nockenringes festgelegt. Man hat vorgeschlagen, solche Einrichtungen mit der Möglichkeit zur Verdrängungsveränderung herzustellen, und zwar durch eine Anordnung zur Einstellung der Phasenbeziehung zwischen dem Nockenring und den Umschaltdurchlässen der Einrichtung. Dies war bisher unzweckmäßig, da bei voller Verdrängung vernünftig arbeitende Umschaltdurchlässe bei mittleren Verdrängungseinstellungen bezüglich des eingeschlossenen Fluidums eine Erhöhung ernsthafter Probleme ergeben.Die zerstörerischeThe rotary vane pump is a powerful, compact, reliable and low-wear device, which is widely used in hydraulic power plants and for other pumping purposes; similar arrangements are also used as hydraulic rotary motors. For such facilities one usually uses a cam ring with a non-circular contour relative to the rotor axis, and therefore that is Advancing the slide determined by the contour of the cam ring. Such facilities have been proposed with the possibility of changing the displacement by means of an arrangement for setting the phase relationship between the cam ring and the device switching passages. This was so far inexpedient, since switching passages working sensibly with full displacement at medium displacement settings with regard to the enclosed fluid result in an increase in serious problems. The destructive
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Wirkung des Fluidum-Einschließens kann nur durch Verwendung von Ümschaltdurchlässen verhindert werden, welche einen ernsthaften Leistungsverlust bei der Einstellung voller Verdrängung mit sich bringen..The effect of fluid containment can only be through use can be prevented by switching passages, which result in a serious loss of performance when setting full of repression with them ..
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Drehschieberpumpe oder einen Drehschiebermotor zu schaffen, bei welchen die Verdrängung durch Verschieben des Winkels zwischen dem Nockenring und den Umschaltdurchlässen verändert werden kann und welche einerseits die zerstörerische Wirkung des in dem Arbeitskreis eingeschlossenen Fluidums vermeidet und andererseits die Verwendung vernünftig arbeitender Umschaltdurchlässe ermöglicht.It is an object of the present invention to provide an improved rotary vane pump or motor to create in which the displacement by shifting the angle between the cam ring and the Switching passages can be changed and which on the one hand the destructive effect of the in the working group avoids entrapped fluid and on the other hand the use of sensible working Changeover diffusers made possible.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Nockenring eine innere Struktur aufweist, entlang derer die Einlaßfläche des Nockenringes in zwei Stufen ansteigt und die Auslaßfläche in zwei Stufen abSLlt.According to the invention, this object is achieved in that the cam ring has an internal structure along it of which the inlet area of the cam ring increases in two stages and the outlet area decreases in two stages.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen?The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawing demonstrate?
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Pumpengehäuse, welches ein bevorzugtes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel darstelltjFig. 1 is a longitudinal section through a pump housing which is a preferred inventive Embodiment representsj
Fig. 2 eine Schnittansicht bei 2-2 in Fig.1;Figure 2 is a sectional view at 2-2 in Figure 1;
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Fig. 3 eine schematische Ansicht der Grundelemente der Pumpe, wobei die Teile in einer Nockenringeinstellung für eine mittlere Verdrängung dargestellt sind; Figure 3 is a schematic view of the basic elements of the pump with the parts in a cam ring setting are shown for a medium displacement;
Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Ansicht, wobei die Teile in einer Einstellung für maximale Verdrängung dargestellt sind;4 shows a view corresponding to FIG. 3, with the parts in a setting for maximum Displacement are shown;
Fig. 5 eine der Fig. 3 entsprechende Ansicht, wobei die Teile in einer Einstellung für minimale Verdrängung dargestellt sind;5 shows a view corresponding to FIG. 3, with the parts in a setting for minimal Displacement are shown;
Fig. 6 ein Nocken-Konstruktionsdiagramm für einen typischen Nockenring;Figure 6 is a cam construction diagram for a typical cam ring;
Fig. 7 ein Pumpen-Verdrängungsdiagramm entsprechend des in Fig. 6 dargestellten Nocken-Konstruktionsdiagrams. FIG. 7 shows a pump displacement diagram corresponding to the cam construction diagram shown in FIG. 6.
Indem zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung ausgewählten Ausführungsbeispiel ist eine Rotationspumpe, welche zum Pumpen von Treibstoff in ein Flugzeug geeignet ist, als eine Einheit aufgebaut, welche in ein stationäres Gehäuse mit Einlaß- und AuslaßZuführungen zum Zuführen und Abführen des Treibstoffes zur Pumpe hin und von ihr weg eingebaut werden kann, wobei ein solches Gehäuse keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet.In the exemplary embodiment selected to explain the present invention, a rotary pump, which is suitable for pumping fuel into an aircraft, constructed as a unit which is in a stationary housing with inlet and outlet feeds to the Feeding and discharging the fuel to the pump and away from it can be installed, with such a housing does not form part of the present invention.
Die Einheit weist 5 Hauptteile auf, eine Grundplatte 10, eine erste Wandplatte 12, einen Abstand ring 14, eine zweite Wandplatte 16 und ein Kopfende 18. Diese Teile werden durch eine Reihe von Bolzen 20 zusammengehaltenThe unit has 5 main parts, a base plate 10, a first wall panel 12, a spacer ring 14, a second wall panel 16 and a head end 18. These parts are held together by a series of bolts 20
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(Fig. 2). In den Wandplatten 12 und 16 sind Einlaßöffnungen 22 (Fig. 3) und in der Grundplatte 10 und dem Kopfende 18 sind Auslaßöffnungen 24 vorgesehen, um über am Kreisumfang angeordnete Durchgänge 26 mit Durchlaßöffnungen 28 (Fig. 3) in den Wandplatten 12 und 16 in Verbindung zu steiien.(Fig. 2). In the wall panels 12 and 16 are inlet openings 22 (FIG. 3) and in the base plate 10 and the head end 18 outlet openings 24 are provided to over the circumference arranged passages 26 with passage openings 28 (Fig. 3) in the wall panels 12 and 16 in connection rise.
In Hülsenlagern 30 ist eine Welle 32 mit einem Antriebskopf 34 an ihrem rechten Ende gelagert, mit welcher "bei 38 ein Rotor 36 kerb-verzahnt ist. Die VS-Ie 32 kann geeignete Durchlässe, die allgemein bei 35 angedeutet sind, für den Umlauf gepumpten Fluidums zum Schmieren und Kühlen der Lager 30 aufweisen. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, trägt der Rotor 36 eine Vielzahl, im vorliegenden Fall elf, radial in ihren jeweiligen Schlitzen verschiebbare Schieber 39. Am Umfang des Rotors 36 frei beweglich ist ein Nockenring 40 mit einer inneren Kontur eiförmigen Aufbaues, was später ausführlich beschrieben wird. Außen weist der Nockenring 40 eine Vielzahl von Ausnehmungen 42 auf, die im Abstand von jeweils 90° zwischen Stegen 44 angeordnet sind, welche im Kontakt mit den vier kreisförmigen Flächen 46 auf der Innenseite des Abstandsringes 14 oszillieren können. Zwischen den Flächen 46 ist eine Vielzahl von Widerlagern 48 vorgesehen, von denen jedes einen radial verschiebbaren Schieber 50 trägt, der mit der entsprechenden kreisförmigen Fläche 42 des Nockenringes 40 in Eingriff steht und durch hydraulischen Druck.,, der über entsprechende, nicht dargestellte Durchgänge übertragen wird, dagegengedrängt wird,In sleeve bearings 30 is a shaft 32 with a drive head 34 mounted at its right end, with which a rotor 36 is serrated at 38. The VS-Ie 32 can have suitable Passages indicated generally at 35 for the circulation of pumped fluid for lubrication and Have cooling of the bearings 30. As shown in Fig. 2, the rotor 36 carries a plurality, in the present case Case eleven, slides 39 which can be displaced radially in their respective slots. Freely movable on the circumference of the rotor 36 is a cam ring 40 with an inner contour egg-shaped Structure, which will be described in detail later. On the outside, the cam ring 40 has a large number of recesses 42, which are arranged at a distance of 90 ° between webs 44 which are in contact with the four circular Surfaces 46 on the inside of the spacer ring 14 can oscillate. Between the surfaces 46 is a Plurality of abutments 48 provided, each of which carries a radially displaceable slide 50, which with the corresponding circular surface 42 of the cam ring 40 is engaged and transmitted by hydraulic pressure. ,, which is transmitted via corresponding passages, not shown is, is pushed against,
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Figuren 3» 4 und 5 stellen schematisch die mittlere, maximale und minimale Verdrängungseinstellung des Nockenringes relativ zu den Umschaltdurchlässen dar» In diesen Figuren ist die Kontur des Nockenringes lediglich in einer recht allgemeinen Weise gezeigt, welche durch graphische Darstellungen der Nockenerhebung und der Pumpenverdrängung, wie sie in Figuren 6 und 7 gezeigt sind, genauer erläutert werden kann. Um den Fluidum-Einschluß bei Einstellungen mittlerer und niederer Verdrängung minimal zu machen, erhält der Anstieg und der Abfall der Nockenkontur eine besondere Form. Aus Figur 6 ist zu ersehen, daß 'sowohl der Nockenanstieg entlang der Einlaßfläche als auch der Nockenabfall entlang der Auslaßfläche « in zwei Stufen vor sich geht. Diese sind jedoch bezüglich Einlaß und Auslaß nicht symmetrisch. Die erste Stufe der Einlaßkontur ist von der ersten Stufe der Auslaßkontur verschieden, nämlich was die Bogenausdehnung und den Gesamthub angeht, sowie den Betrag des Anstieges oder Abfalles. Gleicherweise geschieht der Gesamtanstieg entlang der Einlaßkontur nach einem kürzeren Bogenweg als er für den Gesamtabfall entlang der Auslaßkontur benötigt wird.Figures 3 »4 and 5 schematically represent the middle, maximum and minimum displacement setting of the cam ring relative to the switching passages represent » In these figures the contour of the cam ring is shown only in a fairly general manner, which by graphical representations of the cam lobe and the pump displacement, as shown in FIGS. 6 and 7 are shown, can be explained in more detail. To avoid fluid entrapment at medium and Minimizing the lower displacement maintains the rise and fall of the cam contour a special shape. From Figure 6 it can be seen that both the cam rise along the inlet face as well as the cam drop along the outlet surface " goes on in two stages. However, these are not symmetrical with respect to inlet and outlet. The first The inlet contour stage is from the first stage Outlet contour different, namely what concerns the arc extension and the total stroke, as well as the amount of rise or fall. Likewise, the overall rise occurs along the inlet contour after one shorter arch path than that for total waste along the outlet contour is required.
Solchermaßen typische Konturen führen zu Verdrängungskurven, wie sie in Fig. 7 dargestellt sind, welche die Verdrängungsraten entlang der Einlaß- und derSuch typical contours lead to displacement curves as shown in FIG. 7, which the displacement rates along the inlet and the
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Auslaßkonturen zeigen und auch die theoretisch resultierende Verdrängung der gesamten Pumpe bei verschiedenen Stellungen des einstellbaren Nockenringes 40. Man kann daraus sehen, daß zwischen der Form der Kurven für Einlaß und Auslaß ein großer Unterschied besteht. Dies führt zu einer beträchtlichen Verminderung der Menge des zwischen den Einlaß- und Auslaßöffnungen eingeschloßenen Fluidums, während sich die Form eines einzelnen Zwischenschieberraumes ändert, obwohl die Bogenweite des Steges zwischen jeder Einlaß- und Auslaßöffnung so beschaffen ist, daß ein direkter Nebenweg bei jeder Rotorstellung vermieden wird.Show outlet contours and also the theoretically resulting Displacement of the entire pump at different positions of the adjustable cam ring 40. One can from this see that there is a large difference between the shape of the curves for inlet and outlet. this results in a considerable reduction in the amount of that entrapped between the inlet and outlet ports Fluidum, while the shape of an individual intermediate slide space changes, although the arc width of the web between each inlet and outlet port is such that a direct bypass path at each rotor position is avoided.
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Legal Events
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