DE2349606C3

DE2349606C3 - Sliding vane pump or motor

Info

Publication number: DE2349606C3
Application number: DE19732349606
Authority: DE
Inventors: Raymond Bruce Troy; Niemiec Albin Joseph Sterling Heights; Mich. Pettibone (V.StA.)
Original assignee: Sperry Rand Corp., Troy, Mich. (V.StA.)
Priority date: 1972-12-21
Filing date: 1973-10-03
Publication date: 1976-08-26

Description

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Die Erfindung betrifft eine Gleitflügelpumpe oder -motor mit einem Gehäuse bzw. Pumpenkörper, in dem ein Rotor mit radial bewegbaren Flügeln gelagert ist, mit einem zentralen Nockenring, dessen Innenfläche zwei Kreisbogen aufweist, die alternativ einen großen und einen kleinen Durchmesser aufweisen und entsprechend mit Nockenflächen verbunden sind, und mit einem Stirnplattenpaar, das den Nockenring einschließt, und mit einem Paar gleicher Enddeckel, welche die Stirnplatten, die auf ihren Außenseiten mit einer Anzahl umfangsmäßig voneinander abgedichteter Ausnehmungen versehen sind, an den Außenseiten abdecken mit Anschlußöffnungen versehen sind und Kanäle aufweisen, welche über Durchlässe in den Stirnplaiten die Anschlußöffnung in einem der Enddeckel mit jeder zweiten Nockentläche und die Anschlußöffnung im anderen Enddeckel mit den anderen Nockenflächen verbinden.The invention relates to a sliding vane pump or motor with a housing or pump body in which a rotor with radially movable vanes is mounted, with a central cam ring, the inner surface of which has two circular arcs, which alternatively have a large and a small diameter and accordingly are connected to cam surfaces, and with a pair of face plates that enclose the cam ring, and with a pair of identical end covers, which the face plates that are on their outsides with a number of circumferentially sealed recesses are provided, cover on the outer sides are provided with connection openings and have channels, which have passages in the face plates the connection opening in one of the end caps with every other cam surface and the connection opening Connect to the other cam surfaces in the other end cover.

Es ist bereits bekannt, druckbelastete Stirn- oder Druckplatten an einer oder an beiden Seiten des Nokkenringes und des Rotors der Flügelpumpe anzuordnen um zu verhindern, daß das Druckmittel die ortsfesten Teile von den rotierenden Teilen abdrückt und dadurch unerwünschte Leckverluste die Pumpen- oder Motorleistung beeinträchtigen. Bei Pumpen oder Motoren mit nicht umkehrbarem Druckmittelfluß kann vielleicht eine einfache ebene Stirnplatte genügen. Soll aber eine Umkehrung des Druckmittelflusses möglich sein müssen bei einem solchen Motor oder einer solchen Gleitflügelpumpe Vorkehrungen getroffen werden, die das Abdrücken der Stirnplatten von den Nokkenringen und dem Rotor verhindern. Hierfür ist es bekannt daß wirksame Volumen der Stirnplatten und der angrenzenden Gehäuse-Enddeckel durch Vorsehung von Vertiefungen, Ausnehmungen und Durchlässen so aufeinander abzustimmen, daß an den Stirnplatten ein Überdruck auf der Seite ansteht, die den Enddeckeln zugewandt ist.It is already known to have pressure-loaded face plates or pressure plates on one or both sides of the cam ring and to arrange the rotor of the vane pump to prevent the pressure medium from the stationary Pushes parts of the rotating parts and thereby undesirable leakage losses the pump or Affect engine performance. In the case of pumps or motors with non-reversible pressure medium flow, maybe a simple flat faceplate will suffice. However, a reversal of the pressure medium flow should be possible precautions must be taken with such a motor or such a sliding vane pump, which prevent the end plates from being pushed off the cam rings and the rotor. It is known for this that effective volume of the end plates and the adjacent housing end covers by provision of depressions, recesses and passages to be coordinated with one another in such a way that a There is overpressure on the side facing the end caps.

Bei einer bekannten Gleitflügelpumpe (US-PS 34 55 245) ist hierfür vorgesehen, eine der Stirnplatten auf der an den Enddeckel angrenzenden Seite mit an der Seite am Umfang gegenüberliegenden Ausnehmungen zu versehen, die mit entsprechenden Ausnehmungen in dem zuständigen Enddeckel korrespondieren. In der gleichen Umfangsebene sind die Nockenringe mit einem Durchlaßpaar versehen. Die andere Stirnplatte und der andere Enddeckel sind im wesentlichen ebenso ausgebildet. Damit sind an den Schnittstellen zwischen den Stirnplatten und den Deckeln Druckausgleichsräume geschaffen, die das Abdrücken der Stirnplatten von den Nockenringen verhindern.In a known sliding vane pump (US-PS 34 55 245) is provided for this purpose, one of the end plates on the side adjoining the end cover with recesses lying opposite on the side on the circumference which correspond to corresponding recesses in the relevant end cover. In the cam rings are provided with a pair of passages on the same circumferential plane. The other faceplate and the other end cap are substantially the same. This means that at the interfaces between the end plates and the lids created pressure equalization spaces that prevent the end plates from being pressed off prevent the cam rings.

Es hat sich herausgestellt, daß mit der oben beschriebenen Ausbildung der Stirnplatten und der Enddeckel das aufgezeigte Problem nicht zur vollen Zufriedenheit gelöst werden kann. Besonders beim Arbeiten mit hohen Drücken gewährleisten die am Umfang der Stirnplattenseiten gegenüberliegend ausgebildeten Ausnehmungen und Vertiefungen einen zufriedenstellenden Anpreßdruck nicht.It has been found that with the above-described design of the end plates and the end covers the problem indicated cannot be solved to the full satisfaction. Especially when working with high Pressures are ensured by the recesses formed opposite one another on the circumference of the faceplate sides and depressions do not have a satisfactory contact pressure.

Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung bei Gleitflügelpumpen und -motoren der eingangs gekennzeichneten Art die Druckausgleichsräume in den Stirnplatten und Enddeckeln sowie deren Verbindungskanäle und Durchlässe derart auszubilden und anzuordnen, daß ein gleichmäßiger Anspreßdruck auf die Stirnplatten einwirkt.It is the aim of the present invention in the case of sliding vane pumps and motors of the type indicated at the outset Type the pressure equalization spaces in the end plates and end covers as well as their connecting channels and to form and arrange passages in such a way that a uniform contact pressure is exerted on the end plates acts.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in jeder Stirnplatte Ausnehmungen für die Nockenflächen ausgebildet sind, von denen jede zweite einen perforierten Boden für den Flüssigkeitsdurchgang aufweist, daß die beiden Stirnplatten so angeordnet sind, daß die perforierten Ausnehmungen in der einen Stirnplatte gegen die unperforierten Ausnehmungen der anderen Stirnplatte gerichtet sind, und daß die Durchlässe in jedem Enddeckcl sowohl die perforierten Ausnehmungen als auch die unperforierten Ausnehmungen mit den Anschlußöffnungen verbinden.This object is achieved in that in each face plate recesses for the Cam surfaces are formed, each second of which has a perforated floor for the passage of liquid comprises that the two end plates are arranged so that the perforated recesses in the one face plate are directed against the imperforate recesses of the other face plate, and that the Passages in each Enddeckcl both the perforated recesses and the imperforate recesses connect with the connection openings.

Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung der Stirnplatten und der Enddeckcl sowie der Durchlässe wird With the inventive design of the end plates and the Enddeckcl as well as the passages

C,C,

erreicht» daß der Anpreßdruck auf die äußeren Seitenflächen gleichmäßig verteilt wird und keine Kippkräfte auf die Stirnplatten einwirken.achieves »that the contact pressure is evenly distributed on the outer side surfaces and no tilting forces act on the face plates.

Die Erfindung wird nachfolgend mit einem Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigtThe invention is described below with an exemplary embodiment on the basis of the drawings. It shows

Fig. 1 einen Schnitt auf der Linie 1-1 eier F i g. 2,
F i g. 2 die Perspektive Ansicht eines Nockenringes, der einen Teil der Einrichtung nach F i g. 1 darstellt,Fig. 1 is a section on the line 1-1 eier F i g. 2,
F i g. 2 is a perspective view of a cam ring which forms part of the device according to FIG. 1 represents

F i g. 3 die Perspektive Ansicht einer Stirnplatte.F i g. 3 the perspective view of an end plate.

Die F i g. 1 zeigt den Schnitt einer typischen Einrichtung, wie sie in umkehrbaren Hydromotoren verwendet wird. Diese Einrichtung ist mit den beiden Anschlußöffnungen 10 und 12 versehen, welche, wenn eine unter Druck stehende Flüssigkeit einer oder der anderen Öffnung zugeführt wird, den Antrieb des Motors in eine oder die andere Richtung auslösen. Der Pumpenkörper umfaßt den zentralen Nockenring 14, ein Paar identischer Stirnplati^n 16 und 18 und ein Paar gleicher Enddeckel 20 und 22. Die erwähnten Teile sind mit den Bolzen 24 an geeigneten Stellen der Deckelkante zusammengeschraubt. Die rotierende Gruppe dieser Einheit umfaßt den mit Schlitzen versehenen Rotor 26, der einen inneren Keilnutabschnitt 28 aufweist, welcher für die Aufnahme der nicht gezeigten Antriebswelle und einer Reihe radial gleitbarer Flügel 30 versehen ist, die mit Federn radial auswärts gegen die innere Fläche des Nockenringes 14 gedrück: werden. Die Fläche des Nockenringes ist, wie die F i g. 2 zeigt, aus einer Anzahl von abwechselnd mit Abstand angeordneten Kreisbogen hergestellt, von denen die mil einem größeren Durchmesser mit der Bezugsziffer 32 und die mit einem kleineren Durchmesser mit der Bezugsziffer 34 gekennzeichnet sind. Die Kreisbogen 32 und 34 sind mittels Nockenfläche 36 und 38 verbunden. Wenn die Flügel 30 die Nockenflächen 36 und 38 passieren, findet eine Flüssigkeitsverdrängungsoperation in der Einrichtung statt, wobei die Flüssigkeit mit einem Auflaufnocken 36 angesaugt und mit einem Ablaufnocken 38 ausgestoßen wird. Die benutzten Definitionen treffen natürlich nur zu, wenn der Rotor 26 in F i g. 2 im Uhrzeigersinn angetrieben wird, sie müssen mit der Umkehrung der Drehrichtung ebenfalls entsprechend in der Reihenfolge umgekehrt werden.The F i g. Figure 1 shows the section of a typical device used in reversible hydraulic motors. This device is provided with the two connection openings 10 and 12 which, when a pressurized liquid is supplied to one or the other opening, trigger the drive of the motor in one direction or the other. The pump body comprises the central cam ring 14, a pair of identical face plates 16 and 18 and a pair of identical end covers 20 and 22. The mentioned parts are screwed together with the bolts 24 at suitable points on the edge of the cover. The rotating assembly of this unit includes the slotted rotor 26 which has an inner keyway portion 28 which is adapted to receive the drive shaft (not shown) and a series of radially slidable vanes 30 which are spring-loaded radially outwardly against the inner surface of the cam ring 14 pressed: be. The area of the cam ring is, as shown in FIG. 2 shows, made from a number of alternately spaced circular arcs, of which those with a larger diameter are denoted by the reference number 32 and those with a smaller diameter are denoted by the reference number 34. The circular arcs 32 and 34 are connected by means of cam surfaces 36 and 38. As the vanes 30 pass the cam surfaces 36 and 38, a liquid displacement operation takes place in the device, the liquid being drawn in with a run-up cam 36 and expelled with a run-out cam 38. Of course, the definitions used only apply if the rotor 26 in FIG. 2 is driven clockwise, they must also be reversed in the order in which the direction of rotation is reversed.

Wie F i g. 1 zeigt, sind die Enddeckel 20 und 22 von gleicher Konstruktion und mit den Kerndurchlässen 40 und 42 versehen, die entsprechend mit den Anschlußöffnungen 10 und 12 verbunden sind und radial einwärts zu den Bohrungen 44 und 46 in den Enddeckeln 20 und 22 führen. Diese Bohrungen 44 und 46 werden mit den Büchsen 48 verschlossen, die in der Bohrung 46 auf jeder Seite der Kerndurchlässe 40 und 42 abgedichtet anliegen. Aufgenommen werden die Kerndurchlässe 40 und 42 von einer Reihe von acht Durchlässen 50 und 52 in jedem Enddeckel 20 und 22. Die Durchlässe 50 und 52 liegen entgegengesetzt zu den Auflaufnocken 36 und den Auflaufnocken 38 und erstrecken sich einwärts bis zu den Innenwänden der Enddeckel 20 und 22.Like F i g. 1 shows, end caps 20 and 22 are of the same construction and with core passages 40 and 42 which are respectively connected to the connection openings 10 and 12 and radially inward lead to the bores 44 and 46 in the end caps 20 and 22. These holes 44 and 46 are with sleeves 48 sealed in bore 46 on either side of core passages 40 and 42 issue. Core passages 40 and 42 are received by a series of eight passages 50 and 42 52 in each end cover 20 and 22. The passages 50 and 52 are opposite to the stop cams 36 and ramp cams 38 and extend inwardly to the inner walls of end caps 20 and 22.

Die Fig.3 zeigt die Ausbildung der Slirnplatte 16, die der Stirnplatte 18 entspricht. Die Innenseite der Stirnplatte 16 ist eben bis auf die O-Ring-Dichtungsnut 54. Die Rückseite enthält eine Reihe von acht Lochvertiefungen 56 und 58. Bei den Lochvertiefungen 56 handelt es sich um Blindlöcher, deren Böden keine Öffnungen aufweisen, während die Böden der Lochvertiefungen 58 Durchlässe 60 und 62 aufweisen, die Flüssigkeitskanäle bilden, durch welche die Flüssigkeit zu und von den Arbeitskammern strömt, die von dem Rotor 26, den Flügeln 30 und dem Nockenring 14 gebildet werden. Am Rande einer jeden Lochvertiefung 56 und 38 ist eine O-Ring-Dichtung 64 vorgesehen. Die Stirnplatten 16 und 18 sind so positioniert, daß bei zusammengesetzter Vorrichtung jedes Blindloch 56 der Stirnplatte 16 einem durchgebohrten Loch 58 der Stirnplatte 18 gegenüberliegt, wie in der F i g. J oben gezeigt. FIG. 3 shows the design of the end plate 16, which corresponds to the end plate 18. The inside of the face plate 16 is flat except for the O-ring sealing groove 54. The rear side contains a series of eight hole recesses 56 and 58. The hole recesses 56 are blind holes whose bottoms have no openings, while the bottoms of the hole recesses 58 have passages 60 and 62 which form liquid channels through which the liquid flows to and from the working chambers formed by the rotor 26, the vanes 30 and the cam ring 14. An O-ring seal 64 is provided at the edge of each hole recess 56 and 38. The end plates 16 and 18 are positioned so that when the device is assembled, each blind hole 56 in the end plate 16 is opposite a drilled hole 58 in the end plate 18, as shown in FIG. J shown above.

Bei der Arbeit, wenn Flüssigkeit unter Druck einer der Anschlußöffnungen 10 oder 12, beispielsweise 10, zugeführt wird, fließt sie durch die Kerndurchlässe 40 und die vorgesehenen Durchlässe 50 in alle acht Lochvertiefungen 56 und 58 der Stirnplatte 16. Sie gelangt dann über die vier Bohrlöcher oder Schlitze 60 in die vier Ablaufnocken 36 und treibt den Rotor im Uhrzeigersinn, wie mit F i g. 2 dargestellt. Die Flüssigkeit wird dann durch die Ablaufnocken 38 über die Durchlässe 52 und die Kerndurchlässe 42 zu der Anschlußöffnung 12 geleitet, die in diesem Fall als Ausgangsöffnung dient. Der Druck, der benötigt wird, um die Last anzutreiben, die mit der Keilnutverbindung 28 am Rotor iiegt, wird in allen Lochvertiefungen 56 und 58 der Stirnplatte 16 wirksam. Der Druck in den Lochvertiefungen 56 wird jedoch nur auf der Außenseite der Stirnplatte wirksam, während er in den Lochvertiefungen 58 gleichmäßig auf beide Seiten der Stirnplatte 16 übertragen wird. Der Flüssigkeitsdruck ist auf die gesamte Fläche der vier Lochvertiefungen 56 in einer Richtung verteilt und drückt somit die Stirnplatte fester gegen die rotierende Gruppe. Die Lochvertiefungen 56 und 58 der entgegengesetzten Stirnplatte 18 werden zur gleichen Zeit nur mit dem Druck in der Anschlußöffnung 12 beaufschlagt, der nominell niedrig ist.When working, if liquid is under pressure one of the connection openings 10 or 12, for example 10, is supplied, it flows through the core passages 40 and the provided passages 50 into all eight hole recesses 56 and 58 of the end plate 16. It then reaches the four drill holes or slots 60 in the four drain cams 36 and drives the rotor clockwise, as with FIG. 2 shown. The liquid is then through the drain cams 38 via the passages 52 and the core passages 42 to the connection opening 12, which in this case serves as an exit port. The pressure that is needed to lift the load which iiegt with the spline connection 28 on the rotor, is in all hole recesses 56 and 58 of the Front plate 16 effective. The pressure in the hole recesses 56, however, is only on the outside of the Front plate effective, while in the hole recesses 58 evenly on both sides of the front plate 16 is transmitted. The liquid pressure is on the entire area of the four hole recesses 56 in one Direction distributed and thus presses the faceplate more firmly against the rotating group. The hole recesses 56 and 58 of the opposite face plate 18 are only at the same time with the pressure in the port 12 which is nominally low.

Die Flächen der Lochvertiefungen 56 und 58 sind so gewählt, daß deren Gesamtkraft größer als gleich mit der Gesamtkraft der Flächen an der Schnittstelle zwischen der Stirnplalle 16 und der rotierenden Gruppe ist, die dem Druck ausgesetzt ist und daher bestrebt isi, den Spielraum in der Schnittstelle zu schließen, wenn Arbeitsdruck anliegt. Da die beiden Stirnplatten 16 und 18 ebenso identisch sind wie die beiden Deckel 20 und 22, ergibt sich beim Anlegen des Druckmittels über die Anschlußöffnung 12 ein gleicher Ablauf, wobei die Stirnplatte 18 dazu neigt, den Spielraum in der Schnittstelle zwischen der rotierenden Gruppe und der Stirnplatte zu schließen. The areas of the hole recesses 56 and 58 are chosen so that their total force is greater than equal to the total force of the surfaces at the interface between the face plate 16 and the rotating group that is exposed to pressure and therefore strives to close the slack in the interface when Working pressure is applied. Since the two end plates 16 and 18 are just as identical as the two covers 20 and 22, when the pressure medium is applied via the connection opening 12, the same sequence results, with the Face plate 18 tends to close the clearance in the interface between the rotating group and face plate.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Sliding vane pump or motor with a pump body in which a rotor with radially movable Wings is mounted, with a central cam ring, the inner surface of which has two circular arcs, which alternatively have a large and a small diameter and accordingly with cam surfaces are connected, and with a pair of face plates that includes the cam ring and with a pair of identical end covers, which the face plates, which on their outer sides with a number circumferentially sealed hole recesses are provided, cover on the outside, are provided with connection openings and have channels which pass through passages in the End plates the connection openings in one of the end caps with every other cam surface and the Connect connection openings in the other end cover with the other cam surfaces, characterized in that that in each end plate (16, 18) recesses (56, 58) for the cam surfaces (36, 38) are formed, each second of which has a perforated base for the passage of liquid comprises that the two end plates (16, 18) are arranged so that the perforated recesses (58) in one end plate directed against the imperforate recesses (56) in the other end plate and that the passages (40, 50; 42, 52) in each end cover (20, 22) are both perforated Recesses (58) and the imperforate recesses (56) with the connection openings (10, 12) connect.

2. Sliding vane pump according to claim 1, characterized in that the recesses (56, 58) Include areas of equal size.

3. Sliding vane pump according to claim I and 2, characterized in that the recesses (56, 58) lie with their centers on a circular line.

4. Sliding vane pump according to claim 1 to 3, characterized in that the surfaces of the recesses (56) in the end plates (16, 18), which do not have a perforated base, are selected so that the sum of the compressive forces is balanced on a separation of the end plates from the rotor (26) and the wings (30) are directed.

5. Sliding vane pump according to one of claims I to 4, characterized in that the end plates (16, 18) clamped with their side surfaces between the end covers (20, 22) and the cam ring (14) are.