DE2157770C2 - Vane pump intended for an adjustable flow rate - Google Patents

Vane pump intended for an adjustable flow rate

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DE2157770C2
DE2157770C2 DE2157770A DE2157770A DE2157770C2 DE 2157770 C2 DE2157770 C2 DE 2157770C2 DE 2157770 A DE2157770 A DE 2157770A DE 2157770 A DE2157770 A DE 2157770A DE 2157770 C2 DE2157770 C2 DE 2157770C2
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description

33

F i g. 6 eine Abwicklung des Hubrings als Konstruk- umfangskreis dar und sind durch Übergangsstücke 4Oe, tionsdiagramm für einen typischen Hubring; 40i die bezüglich Einlaß und Auslaß nicht symmetrischF i g. 6 shows a development of the cam ring as a construction circumference and are supported by transition pieces 4Oe, tion diagram for a typical stroke ring; 40i which are not symmetrical with respect to inlet and outlet

§ F i g. 7 ein Förderstromdiagramm entsprechend der angeordnet sind, sowie durch die Scheitelbereiche 40g, § F i g. 7 is a flow rate diagram corresponding to that arranged, as well as through the apex regions 40g,

Il in F i g. 6 dargestellten Hubkurve. 40Λ bzw. 40^ voneinander getrennt. Die Abschnitte 40a,II in FIG. 6 lifting curve shown. 40Λ and 40 ^ separated from each other. The sections 40a,

p. In dem zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung 5 406 der Einlaßkontur sind von den Abschnitten 40c, 40c/p. In the explanation of the present invention 5 406 of the inlet contour are of the sections 40c, 40c /

*- ausgewählten Ausführungsbeispiel ist eine Drehschie- der Auslaßkontur verschieden, sowohl was die Bogen-* - the selected embodiment example is a rotary valve, the outlet contour is different, both in terms of the arch

v? ber- oder Flügelzellenpumpe zum Fördern von Flug- länge des Pumpendrehwinkels als auch die Hubhöhe zeugtreibstoff dargestellt. Die Pumpe besteht aus hut- angeht. Die Steigung der Kurvenstücke ist ebenfalls unsenförmig ineinandergesteckten Bauteilen und weist terschiedlich. Die Bogenlänge 40g bis 40/? im Einlaßbe-v? Over or vane pump for conveying the flight length of the pump rotation angle as well as the lift height is shown as fuel. The pump consists of hat-faced. The slope of the curve pieces is also unevenly nested components and shows differently. The arc length 40g to 40 /? in the inlet

,« fünf Hauptteile auf, nämlich eine Grundplatte 10, eine io reich ist kürzer als die Bogenlänge 40Λ bis 40^Un Auserste Wandplatte 12, einen Abstandsring 14, eine zweite laßbereich., «Five main parts, namely a base plate 10, one io rich is shorter than the arc length 40Λ to 40 ^ Un Auserste Wall plate 12, a spacer ring 14, a second laßbereich.

Wandplatte 16 und ein Kopfende 18. Diese Teile werden Solchermaßen typische Konturen des Hubrings füh-Wall plate 16 and a head end 18. These parts will guide the contours of the stroke ring in such a way.

durch eine Reihe von Zuganker 20 zusammengehalten ren zu Verdrängungskurven, wie sie in F i g. 7 darge-(Fig. 2). In den Wandplatten 12 und 16 (Fig. 1) sind stellt sind, weiche die Verdrängungsmengen pro Umge-Einlaßkanäle oder -bereiche 22 (F i g. 1,3—5) und in der 15 bung bezüglich der Einlaß- und der Auslaßkonturen zei-Grundplatte 10 und dem Kopfende 18 sind Auslaßkanä- gen und auch die theoretisch resultierende abgegebene Ie 24 vorgesehen, die über am Kreisumfang angeordne- Fördermenge bei verschiedenen Stellung des einstellbate Kanäle 26 mit Auslaßbereichen 28 in den Wandplat- ren Hubrings 40. Man kann daraus sehen, daß zwischenheld together by a series of tie rods 20 to form displacement curves as shown in FIG. 7 shown (Fig. 2). In the wall plates 12 and 16 (Fig. 1) are provided, which are the displacement quantities per reverse inlet ducts or regions 22 (Figs. 1, 3-5) and in the exercise with respect to the inlet and outlet contours zei base plate 10 and the head end 18 are outlet ducts and also the theoretically resulting output Ie 24 is provided, which is arranged on the circumference of the flow rate at different positions of the einstellbate Channels 26 with outlet areas 28 in the wall plates ren cam ring 40. It can be seen from this that between

'„ ten 12 und 16 in Verbindung stehen. der Form der Verdrängungskurvep für Einlaß und Aus- ' Twelve and 16 are connected. the shape of the displacement curve for inlet and outlet

!=- Buchsen. 30 {Fig. 1) sind zur Lagerung einer Welle-32 20 laß ein großer Unterschied besteht. Die Änderung der! = Sockets. 30 {Fig. 1) there is a big difference to the storage of a shaft-32 20. The change in

$t vorgesehen, die an ihrem rechten Ende ein»· Antriebs- abgegebenen Fördermenge erfolgt km wesentlichen $ t provided that at its right-hand end a »· drive- delivered delivery rate takes place km essentially

I- kupplung 34 sowie eine Kerbverzahnung 38 zur Auf- durch Zunahme der zwischen Auslaß und Einlaß in den nähme eines Rotors 36 aufweist. Die Welle 32 kann Zellenräumen rückgeförderten Totfördermengc, weni-Schmierkanäle 35 für den Umlauf gepumpter Flüssig- ger durch Abnahme der Verdrängung im Bereich desI coupling 34 and a serration 38 for opening by increasing the between outlet and inlet in the would have a rotor 36. The shaft 32 can cell spaces for returned dead volume, few lubrication channels 35 for the circulation of pumped liquids by decreasing the displacement in the area of the

* keit zum Schmieren und Kühlen der Lagerbuchsen 30 25 Auslasses.* ability to lubricate and cool the bearing bushes 30 25 outlet.

aufweisen. Wie in Fig.2—5 dargestellt ist, trägt der exhibit. As shown in Fig. 2-5, the

Rotor 36 eine Vielzahl, im vorliegenden Fall elf, radial in Hierzu 3 Blatt ZeichnungenRotor 36 a large number, in the present case eleven, radially in this 3 sheet drawings

ihren jeweiligen Schlitzen verschiebbare Arbeitsschieber oder Flügel 39. Am Umfang des Rotors 36 frei beweglich ist ein Hubring 40 mit einer inneren, ovalen Kontur, so daß im vorliegenden Beispiel zwei sichelförmige Förderräume zum Rotor 36 freibleiben, die durch die Arbeitsschieber in elf Zeilenräume unterteilt werden. Außen weist der Hubring 40 (F i g. 2) vier Ausnehmungen 42 auf, die im Abstand von jeweils 90" zwischen Stegen angeordnet sind, weiche im Kontakt mit vier kreisförmigen Flächen 46 auf der Innenseite des Abstandsrings 14 stehen. Zwischen den Flächen 46 ist eine Vielzahl von Anschlägen 48 vorgesehen, von denen jedes einen radial verschiebbaren Schieber 50 trägt, der mit der jeweils zugehörigen, kreisförn, -n Ausneh-Working slides or vanes 39 which can be displaced in their respective slots. Freely movable on the circumference of the rotor 36 is a cam ring 40 with an inner, oval contour, so that in the present example two sickle-shaped Conveying spaces to the rotor 36 remain free, which are divided into eleven row spaces by the working slide. On the outside, the cam ring 40 (FIG. 2) has four recesses 42, which are spaced 90 "apart between Strips are arranged soft in contact with four circular surfaces 46 on the inside of the spacer ring 14 stand. A plurality of stops 48 are provided between the surfaces 46, each of which carries a radially displaceable slide 50, which with the respective associated, circular, -n recess-

; mung 42 des Hubrings in Eingriff steht und ourch hydraulischen Druck, der über entsprechende, nicht darge- ; tion 42 of the cam ring is in engagement and o by hydraulic pressure, which is via corresponding, not shown

' ■ stellte Kanäle zugeführt wird, betätigt wird.'■ set channels is fed, is actuated.

.' In den ΐ i g. 3,4 und 5 ist schemaiicch die Stellung des. ' In the ΐ i g. 3, 4 and 5 is schemataiicch the position of the

i; Hubrings 40 relativ zu den Ein- und Auslaßbereichen 22, i; Cam ring 40 relative to the inlet and outlet areas 22,

28 für den mittleren, maximalen minimalen Fördfirstrom28 for the mean, maximum minimum flow rate

<± der Pumpen dargestellt. In diesen Darstellungen ist die -.·' Kontur des Hubrings lediglich in einer recht allgemei- <± of the pumps shown. In these representations, the contour of the stroke ring is only shown in a very general

f. nen Weise gezeigt, da die Hubkurve durch graphischef. shown in a manner, since the lift curve by graphical

'i Darstellungen gemäß Fig.6 und 7 bequemer und ge-'i representations according to Fig. 6 and 7 are more convenient and

: nauer erläutert werden kann. Der über den Abdichtbereich oder Trennsteg zwischen Einlaßbereich 22 und: can be explained in more detail. The over the sealing area or separating web between the inlet area 22 and

·.': Auslaßbereich 28 wandernde Zellenraum verkleinert·. ': Outlet area 28 migrating cell space reduced

■ sich im Falle der F i g. 3, 5, so daß bei geförderten, in-■ in the case of FIG. 3, 5, so that in the case of funded, domestic

kompressiblen Flüssigkeiten ein Schlag oder Druckstoßcompressible fluids a blow or pressure surge

: ;i auftritt (der Trennsteg ist wenig breiter als der Zellen-:; i occurs (the divider is a little wider than the cell

:- raum). Um den Schlag bei Einstellungen mittleren und niederen Förderstroms (Verdrängung) minimal zu machen, erhält der Anstieg und Abfall der Hubkurve, d. h. t>o die innere Kontur des Hubrings 40, eine besondere ; Form. Aus Fig. 6 ist zu ersehen, daß sowohl der Kurvenanstieg entlang des Einlaßbereichs als auch der Kurvenabfall entlang ots Auslaßbereichs, verglichen mit einer Glockenkurve, in je zwei steiler verlaufenden Ab- b5 schnitten 40a, 406, 4Gc, 4Od vor sich geht. Diese Abschnitte 40a, 40b bzw. 40c, 4Od stellen Bereiche großer Abstandsänderung der Arbeitsschieber 39 vom Rotor- : - space). In order to minimize the impact when setting medium and low flow rates (displacement), the rise and fall of the lift curve, ie t> o the inner contour of the lift ring 40, is given a special one; Shape. From Fig. 6, it is seen that both the cam rise along the inlet portion and the curve drop along ots discharging section, compared with a bell-shaped curve, cut in two steep extending waste b5 40a, 406, 4Gc, 4OD is going on. These sections 40a, 40b and 40c, 40d represent areas of great change in the distance between the working slide 39 from the rotor

Claims (5)

1 2 gepumpt wird. Unter der Voraussetzung einer konstan- Patentansprüche: ten Antriebsdrehzahl sind also derartige Flügelzellenpumpen hinsichtlich ihres Förderstromes nicht einstell-1 2 is pumped. Provided that the drive speed is constant, vane pumps of this type cannot be adjusted in terms of their flow rate. 1. Für einstellbaren Förderstrom vorgesehene bar.1. Bar provided for adjustable flow rate. Flügelzellenpumpe mit folgenden Merkmalen: 5 Um zur Einstellbarkeit des Förderstromes von Flü-Vane pump with the following features: 5 In order to be able to adjust the flow rate of gelzellenpumpen zu gelangen, kann der EinlaßbereichGel cell pumps can reach the inlet area a) ein Gehäuse (10, 12, 14, 16,18) weist ein oder und der Auslaßbereich zu dem sichelförmigen Raum in mehrere Einlaßbereiche (22) und Auslaßberei- Drehrichtung verschoben werden, und zu diesem ehe (28) sowie diese trennende Abdichtbereiche Zweck wird ein Teil des Pumpengehäuses als drehbarer längs eines Umlaufweges auf; io Hubring ausgebildet, der unterschiedliche Winkellagena) a housing (10, 12, 14, 16, 18) has one or and the outlet area to the sickle-shaped space in several inlet areas (22) and outlet area are shifted direction of rotation, and to this Before (28) as well as this separating sealing areas purpose, a part of the pump housing is designed as a rotatable along a circulation path on; io stroke ring formed, the different angular positions b) ein Hubring (40) weist eine glatte, innere Kon- einnehmen kann (US-PS 26 12 110 und 31 03 893, Obertur auf, deren Abstand gegenüber einem Kreis- begriff des Anspruchs 1). Unter Annahme der symmetrizylinder von einem inneren Scheitelbereich sehen Einstellung von Einlaß und Auslaß relativ zum (40g) zu einem äußeren Scheitelbereich (4OAJ sichelförmigen Förderraum und zum Hubring ist der zu- und abnimmt, wobei mindestens ein sichel- 15 Abdichtbereich zwischen Einlaß und Auslaß im äußeren förmiger Förderraum zu dem Kreiszylinder ge- Scheitelbereich der Innenkontur des Hubrings zu finbildet wird, und ist um eine Drehachse relativ den, und ein diesen Abdichtbereich passierender Zellenzurn Einlaß- und Auslaßbereich in einem be- raum verändert seine Größe nur unwesentlich. Wird stimmten Winkelbereich drehbar und festleg- dagegen der Hubring gedreht, dann wird der sichelförbar; ■ 20 mige Raum relativ zum Einlaß und Auslaß verschoben,b) a cam ring (40) has a smooth, inner con can take (US-PS 26 12 110 and 31 03 893, Obertur, the distance from a circular term of claim 1). Assuming the symmetrical cylinders of an inner apex area see adjustment of inlet and outlet relative to the (40g) to an outer apex area (40AJ sickle-shaped delivery chamber and to the stroke ring that increases and decreases, with at least one sickle 15 sealing area between inlet and outlet in the outer Shaped conveying space to the circular cylinder is too fin forms the apex area of the inner contour of the stroke ring, and is relative to an axis of rotation, and a cell passing through this sealing area to the inlet and outlet area in one area changes its size only insignificantly fix, on the other hand, turn the stroke ring, then the sickle-conveyable; ■ 20 mige space is shifted relative to the inlet and outlet, c) ein Rotor (36) mit radial beweglichen Arbcits- und der Abdichtbereich liegt nicht mehr symmetrisch, Schiebern (39) liegt innerhalb des Hubrings (40), mit der Folge, daß ein im Abdichtbereich wandernder ist konzentrisch zu deren Drehachse und unter- Zellenraum sein Volumen ändert, was mit Rücksicht auf teilt mit seinen Arbeitsschiebern (39) den oder die im Zellenraum eingeschlossene Flüssigkeitsmenge die sichelförmigen Förderräume in eine Anzahl 25 nicht ohne Schwierigkeiten vor sich gehen kann. Wenn Zellenräume; sich das Volumen des Zellenraumes verringert, führt di^c) a rotor (36) with radially movable work and the sealing area is no longer symmetrical, The slide (39) lies within the cam ring (40), with the result that a is concentric to its axis of rotation and under- cell space changes its volume, what with regard to shares with its working slide (39) the amount of liquid enclosed in the cell space the sickle-shaped conveying chambers in a number 25 cannot go on without difficulty. if Cell rooms; if the volume of the cell space decreases, di ^ abrupte Druckerhöhung der eingeschlossenen Flüssig-abrupt pressure increase of the enclosed liquid dadurchgekennzeichnet, daß keit jedesmal zu einem Schlag beim Passieren der Abcharacterized in that keit every time to a blow when passing the Ab dichtstelle, so daß sich insgesamt ein starkes Geräuschsealing point, so that there is an overall strong noise d) die innere Kontur des Hubrings (40) sowohl im 30 ergibt und die Pumpe r?sch verschleißt, während im Fall zunehmend«! als auch im abnehmenden Be- der Zunahme des Zellenvolumens im Abdichtbereich reich des Hubs zwischen zwei .steiler verlaufen- die geförderte Flüssigkeit schaumig wird und an der den Abschnitten (40a und 40b bzw. 40c und 4Od) Pumpe Kavitationsschäden auftreten.d) the inner contour of the stroke ring (40) results in both 30 and the pump r? wears, while in the case increasingly «! as well as in the decreasing increase in the cell volume in the sealing area of the stroke between two dividers, the pumped liquid becomes foamy and cavitation damage occurs in the pump sections (40a and 40b or 40c and 40d). jeweils einen flacheren Verlauf (AOe, 4Of) auf- Um die geschilderten Schwierigkeiten infolge der aufweist. 35 tretenden Schläge und Schwingungsanregung bzw. derin each case a flatter course (AOe, 40f) to the described difficulties as a result of the. 35 occurring blows and vibration excitation or the Kavitation zu vermindern, kann man EntlastungsnutenRelief grooves can be used to reduce cavitation 2. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch im Bereich des Abdichtbereichs vorsehen (US-PS gekennzeichnet, daß — in Umlaufrichtung gesehen 31 03 893), so daß Flüssigkeit je nach den Gegebenhei-— die Bogenlänge des ersten und ansteigenden Ab- ten in den Zellenraum zu- und abfließen kann, jedoch Schnitts (4OaJ und die Bogenlänge des dritten Ab- 40 führt dies zu einer Verschlechterung des volumetrischen Schnitts (4OcJ verschieden sind. Wirkungsgrades der Pumpe.2. Vane pump according to claim 1, characterized in the area of the sealing area (US-PS characterized that - viewed in the direction of rotation 31 03 893), so that liquid depending on the circumstances- however, the arc length of the first and ascending dents can flow into and out of the cell space Cut (40aJ and the arc length of the third ab- 40 this leads to a deterioration in the volumetric Section (4OcJ are different. Efficiency of the pump. 3. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, da- Zur Vermeidung von Beschleunigungssprüngen und durch gekennzeichnet, daß die Hubhöhe des ersten Abhebungen der Flügel sollte wenigstens die zweite ansteigenden Abschnitts (4OaJ und die Hubhöhe des Ableitung der Hubkurve glatt verlaufen (Diss. P. Wüstdritten Abschnitts (40cJverschieden sind. 45 hof, TH Eindhoven 1969), und es sollten keine hohen3. Vane pump according to claim 1 or 2, there- to avoid acceleration jumps and characterized in that the lifting height of the first liftoff of the wing should be at least the second rising section (40aJ and the lift height of the derivation of the lift curve run smoothly (Diss. P. Wüstdritten Section (40cJdifferent. 45 hof, TH Eindhoven 1969), and there should be no high 4. Flügelzellenpumpe nach Ansprüchen 2 und 3, Werte erreicht werden.4. Vane pump according to claims 2 and 3, values can be achieved. dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung des er- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine für sten ansteigenden Abschnitts (4OaJ und die negative einstellbaren Förderstrom vorgesehene Flügelzellen-Steigung des dritten Abschnitts (4OcJ verschieden pumpe nach Art des Oberbegriffs so auszubilden, daß sind. 50 durch die Gestaltung der Hubringkoniur eine Verände-characterized in that the slope of the The invention is based on the object of providing one for most ascending section (40aJ and the negative adjustable flow rate provided vane cell slope of the third section (4OcJ different pump according to the type of generic term so that are. 50 through the design of the stroke ring cone 5. Flügelzellenpumpe nach einem der Ansprüche 1 rung des zwischen zwei Flügeln im Trennbereich zwibis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bogenlänge sehen Gaug- und Druckbereich eingeschlossenen ZeI-zwischen innerem Scheitelbereich (40g) und äuße- lenvolumens bei Umlauf der Flügel möglichst gering rem Scheitelbereich (40AJ kürzer als die Bogenlänge gehalten wird, wodurch die Gefahr sowohl von Entzwischen äußerem Scheitelbereich (40AJ und dem 55 Spannungsstößen im Druckbereich als auch von Kavitanächsten inneren Scheitelbereich (40^'Jist. tion im Saugbereich verringert wird.5. Vane pump according to one of claims 1 tion of the between two blades in the separation area between 4, characterized in that the arc length see Gaug- and pressure area enclosed ZeI-between the inner apex area (40g) and external lenvolumens as small as possible rem apex area when rotating the blades (40AJ is kept shorter than the arc length, which reduces the risk of both the outer apex area (40AJ and the 55 voltage surges in the pressure area and cavita-nearest inner apex area (40 ^ 'Jist. Tion in the suction area. Durch die Ausbildung der Hubringkontur gemäßBy forming the stroke ring contour according to Merkmal d) wird die gestellte Aufgabe gelöst.Feature d) the task at hand is achieved. Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbei-60 spiels erläutert. Dabei zeigtThe invention is illustrated by means of an embodiment at -60 game explained. It shows Flügelzellenpumpen weisen mindestens einen sichel- Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Pumpe;Vane pumps have at least one sickle-Fig. 1 a longitudinal section through a pump; förmigen Raum auf, den Arbeitsschieber durchqueren, F i g. 2 einen Schnitt gemäß 2-2 in F i g. 1;shaped space, cross the working slide, F i g. 2 shows a section according to 2-2 in FIG. 1; zwischen denen sich ausdehnende und zusammenzie- Fig. 3 eine schematische Ansicht der Grundelementebetween which expanding and contracting Fig. 3 is a schematic view of the basic elements hende Zellenräume eingeschlossen sind. Die Zellenräu- der Pumpe bei mittlerem Förderstrom; me wandern von einem Einlaßbereich in einen Auslaß- 65 F i g. 4 eine der F i g. 3 entsprechende Ansicht bei mabereich, und die Volumendifferenz der Arbeitsräume ximalem Förderstrom;Standing cell spaces are included. The cellular pump at medium flow rate; Me migrate from an inlet area into an outlet area. 4 one of the F i g. 3 corresponding view at mabereich, and the volume difference of the working spaces ximal flow rate; zwischen Einlaß und Auslaß bestimmt die Fördermenge F i g. 5 eine der F i g. 3 entsprechende Ansicht bei mi-between inlet and outlet determines the delivery rate F i g. 5 one of the F i g. 3 corresponding view at mi- pro Umdrehung, wenn eine inkompressible Flüssigkeit nimalem Förderstrom;per revolution when an incompressible liquid is at its minimum flow rate;
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