DE2405574B2 - Fluegelzellenmaschine, insbesondere -pumpe fuer fluessigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betriftt eine Flugelzellenmaschine fi flüssige Fördermedien, insoesonclere Flügelzellenpumpe, mit ein τη mit in wenigsiens angenähert radialen paral'elwandigen Schlitzen gieitbaren Flügeln verse!·.-nen Rotor und einer den Rotor umgebenden zusammen mit ihm wenigstens einer; sichelförmigen Arbeitsraum radial eirrsehlieüenden in sich geschlossenen Kurven bahn mit Umfangsbereichen, in denen die Kurvenbahn gegenüber einer zum Drehzentrum des Rotors konzen trischen Kreisbahn beim Durchlaufen der Kurvenbahn in einer bestimmten Richtung (Betriebsdrehrichtung) eine radial nach außen gerichtete Neigung hat (Srhiuckbereich) und mit anderen Umfangsbereichen der Kurvenbahn, in denen die entsprechende Neigung radial nach innen gerichtet ist (Ausschubbereich). wobei der Rotor und die Flügel und vorzugsweise auch der dir Kurvenbahn tragende Fling oder dergleichen miteinan-

xler axial eine gleiche lunge aulweis.η und durch ebene achssenkreehte I lachen begrenzt 'iiui. ferner mit zwei ebenen den Rotor um ilen I iugeln und den Kurvenbahnnng axial beidseitig diJ"'.-nd erschließenden und den oder J ic \rbeitsraunie a\ial begrenzenden Grundplatten sowie mit den oder die Sehluekbereiche des Arbeitsraumes mil der Zuführleitung der Einrichtung verbindenden und den oder die Aussehubbereiche des Arbeitsraumes mit dem Ao^fuhrkanal der Einrichtung verbindenden inneren Verbindungskanälen, ferner mit einer unbehinderten Arbeitsmediumzufuhr aus dem dem höheren Druckniveau unterliegenden Kanal von den beiden Kanälen Zufuhr bzw. Aoführkanal oder dem oder den entsprechenden inneren Ver^ndungskanälen der Einrichtung (Hodidruck-cite) zu —n im oder in den Schluckbereichen liegenden Schutzbünden des Rotors über Beflutungskanäle und mit einer gedrosselten Arbeiismediumabfuhr ?us ■. . im oder in den Ausschubbereichen liegend· . !-»cHnzgründen des Rolors auf die Hochdruckseu ■ der Einrichtung über Entleerungskanäle.

Bekannte Pumpen dieser Bauart werden zu allen möglichen 1-order und Drucker/eugur.gsaufgaben verwendet, so z.B. auch zur Druckerzeugung bei hydraulischen Servolenkungen in Kraftfahrzeugen. Die Flügel dieser Flügelzellenpumpen werden unter anderem durch Flüssigkeitsdruck an die Kurvenbahn radial angedrückt. Und zwar unterliegen die Flügel der Fliehkraft, einem im Schlitzgrund herrschenden Flüssigkeitsdruck und eventuell noch bei bestimmten Bauarten dem Druck einer Feaer. Eine zuverlässige Flügelandn.i!. kung "-! zum einwandfreien Füllen der Forderzellen und zur D'uckerzeugung notwendig. Innerhalb des Saugbereiche·, sind die Flügel der eingangs erwähnten Ar¹ abgesehen von der Fliehkraft und einer eventuellen Federanpressung, durch den von der Pumpe erzeugten Druck angepreßt: im Druckbereich unterliegen sie einem im Schlttzgrum! zurückgestauten Druck, der hcher als uer Förderdruck der Pumpe ist Die beim Roii. .mlauf radial hin und Kergleitende: Flügel wirken ^₀ nämlich zusammen nm den Rotcschlnzen wie eine Radialkolbenpumpe, deren Druckbereich Lzw deich Saugbereich umfangsrnäßig ma den entsprechenden Bereichen der Flrgei/ellenpumpe phasengleich liegen Dieser kleine durch die Pumpwrkung der Flüge) hervorgerufer Nebenfur.K rnrom wird im Druckbereich durch ei: c Drossel /iii ..> kgeslaut und bewirkt so die radiale Anpressiing Oer Flügel an die Kurvenbahn Fs ist ^cWKst'rm.iiU-n t ic /weite den Nebenstrom fordernde auf dem f orde. ruveau der Flügelzellenpumpe aulbatiende Druckerhohiingsstufe geblickt, d'-ren Forderstrom zu /wecken er Flugelanpressiing ausgenutzt b/w ruc. kgestaut wird.

vorieiinuit an uen r mgei/eiien im irii gcr a'ist tmi mei I ,mi kombiniert mit einem ulili\ einfachen Aufbau wodurch Jie Pumpe billig und betrieh'.sicher und wenig störanfällig ist Diese Vorteile ersi nueiien der Pumpe auch Ja Anweiiüuiigsiiiogltchkvncn. wo nur sehr klaue Fördermengen benotigt wrden, z. B. bei der Servolen kung oder in der sogenannten Komfort-Hydraulik des $₀ Kraftfahr/.eugbaus. Die kleinen Bauarten bringen aber eini.'ti Nachteil mit sich, der sich vor allem auch dann besonders gravieiend bemerkbar macht, wenn die Pumpe in kaiten Umgebungstemperaturen betrieben 'vird. Dieser Nachteil besteht darin, daß nach einer Betriebspaiise. in der die Pumpe und das Fördermedium auf Umgebungstempi jiur abgekühlt sind, die Pumpe erst oberhalb einer bescmmten von der Ölzahigkeit abhängenden Iniiialdrehzahl zu fordern beginnt in.J beim Überschreiten dieser Drehzahl ein Druckaulbdu in der Förderleitung schlagartig einset/t. Dies rührt cahcr da!J zum einen die f lügel bei jedem Rotor'imlaul durch die Kurvenbahn zwanglauf'g wenigstens einmal radial wieder nach innen geschoben werden und daß /um anderen, solange die Pumpe selber noch nicht lördt-rt. sich die flügelanpressenden 1 lussigkeitsdrucke nicht aufbauen können, sondern lediglich die Fiiehkr;,^;ic wirksam sind. Im übrigen ist ein t eJereinbau im Schlitzgrund bei kleinen Purrpenbauarten nicht vertretbar. Bei kleineren Pumpenbauarten erreichen die Fliehkräfte wegen des geringen Flügelgewichtes, ζ Β. 2 bis 3 Gramm, erst bei relativ hohen Drehzahlen nennenswertes Ausmaß. Die Fliehkraft muß nämlich nicht nur die Klebekraft des Öles überwinden, sondern sie muß auch so groß sein, daß sie das zähflüssige Öl in der kurzen Zeit während des Durchlaufes eines Huge! durch den Saugbereich das Verdrängungs-» aiv.cn des Flügels in den Schlitzgrund anzusaugen vermag Da/i· muß die Pumpe wenigstens kurv'tig die initialdreh zahl überschritten haben, bei der aufgrund des Fliehkrafteinflusses diese ölkräfte überwunden werden. Je kalter und zäher das Öl ist. um so höher liegt diese Inimldrehzahl. und zwar nicht nur. weil das öl zäher ist. sonder ■ auch, weil bei den höheren Drehzahlen <.'.>·.· Auffuilzeiten der Schlitzgrinde kürzer sind. Dies kai bei besonders tiefen Temperaturen dazu führen, daß das im Pumpeninnereri befindliche öl und die Pumpenieile duiui ein leeres Durchdreher der Pumpe aufgrund des Reibungsverlustes zunächst erst einma! aufgewärmt werden müssen, damit das Öl eine geringere Zähigkeit annehmen Kann. Sino ciann einmal nach Ubersihrciien der Initialdrehzahl die Flügel des Rotors angedrückt, so beginnt die Pumpe zu fördern, und es kann sie h in der Förderleitung ein Druck aufbauen; dieser Druck preßt dann auch die Flügel mit an. Da dieses Einsetzen der Forderung und des Druckaufbaus bei hohen Pumpen drehzahlen vonstatten geht, erzeugt die Puirne bei orderbeginn einen krä'tigen Druckstoß. »

Die Flügel/ellenpumpen der eingangs genannten Art beginnen aus dem abgekühlten Zustand heraus zunächst nur mit Drehzahlmäßiger und/oder /c ti ch ■ Verzögerung zu Arbeiten und die i-orderung und der Druckaufbau setzen stoßartig ein Dies ist. wenn nicht für das von der Pumpe zu versorgende Hydrauliksystem unzulässig ^> doch zumindest sehr störend Diese Druckstoßc können mit der /eil Folgeschäden hervorrufen. Bei der Anwendung auf Servolenkungen kann dieser Druckstoß, der sich als kraftiger Ruck am Lenkrad auswirkt, zu eitern Erschrecken des Fahreis und zu einer Beunruhigu'it i'berdie f-unktionssiclierhe't des l.enksvstems führen. Die erwähnten AnIa-:i--chw icr.tkwtcr. k,,r,r,er. a^ch b;-. t!-j-«!/-!!er^le!^r"'"⁴""^irii"^>n auftre'en. die auch als Hydraulik'.!or verwendet weri.cn

Aufgabe d· . Frfiiuii.ng lsi es, die Einrichtung der eingangs genannten Art so /u verbessern, daß iiv I luj-ei anpressenden Fiüssigkeitsdrücke sich auch bei zähem Fördermedium schon bei sehr kleinen Drehzahlen aufbauen können. Dies wird erfindune,sgemäß dadurch erreicht, daß die Arbeitsmediumabfuhr wenigstens teilweise über einen Umweg über wenigstens einen Teilbereich der axialen Erstreckung der im oder in den Schluckbereichen liegenden Schlitzgründen des Rotors erfolgt und daß die Beflutungskanäle zu diesen Schhtzgründen an einer in Strömungsrichtuiig der Arbeitsmediumabfuhr gegenüber der Anschlußstelle

(I' i ntleeriingsk.iiialc stromab liegenden Axialposilion lic Si hlilzgrimdc m diese einmünden.

Das S\stein Ku'venbahn. Flügel und Rolorschlit/e kann — wie bereits erwähnt - als eine kleine Radialkolbenpumpe bzw. -motor aufgefaßt werden. Dank des erlind ingsgemäfJen Umweges der Abfuhr des Fördcrmediums dieser Radialkolbcncinrichtung aus den ',ich verkleinernden Schlitzgründcn im Ausschubbereich des K ■· il^N . ι" Sehluckhei ciih c.es Roloi 'legcuien s · .· ι ^: ■ ilic \blaufseite diese Radialkoihen ;■>.·,■ λ ,οίο· ·ιιιι dc en SchlueV seilt

■Λι. " ■ λ. S₁ k μ /|^-csi hl(iss( η und i!.is p"

\ λ ■;,,"' . : · .ι\·λ del) S, Mitzgrundcn zwangsläufig ·,. . ι t·¹ '' "'.¹Ii wiii zunächst -·ι die '" ( ■ ■■ ' '. ■ ^ ^-:i.iikbe·' ι h liegenden Schlitzf.·-uii ,1·- iv ·.'■:.,· : i.."'i .ld/! Druikpohler aufbauen. .·,. ι ί ' · ■ '■ .hü'· η schient. Die in de"

¹ '.· r-ii, ■ ί - η *_ ί * In" < )ίνι·[ι;:Γ·.·π werden a-'o

• >t..rs ^l;i: utk! herutforderl. ohne daß Ί ..ι lo'dening feststellbar wäre. Dc u ■ - -w.it" Me N-. Η·- strom ist in sich kurzge

s . ■ i'l'. h an (.Kt m· vbiiickbereich hegenden

■ '„Ic! ■-· i.i ■ ·■ !j'vgc-.i hloisenc Systcr .:·■ die !' ',..ι·,·. ■ ,.- gent!· hin Fhigelzellenc "rii ^u

' ■ f 'τ ■ - iü, voi !ί einen den Hochdruck

■ . ·. . ι!·. '·-·ν; ·.· bz'A de- Motors entsprechenden I» « /. ■ 'gern ind dem Leckverluste in dem ι· ι· ·^: ssv "ei Swsterf e:gar/en zu ko"'icn

¹ '. " ■. ic .λ" ( '^niiung bei einer Anwendung auf i" , η. ■ :i⁽ !■ f orderung der Pumpe bei deren

"> i > ii ;iei si ger'rgen Drehzahlen auch bei /. '■'■■■ >' ml ι Ci ' .'cn Kältegraden einsetzt .md daß "ieru. 'ii nut der Drehzahl zunehmenden I ■> s,, ^ iri dem',act.gcschalteten Hydrauliksv

- e ι i¹ iK - Kontrollierbar und sehr frühzeitig '"' · κι' \ίι : beginnt Das frühzeitige und ! se' '" i!(" Forderwirkung beseitigt außer-

c-i'i ·,.· !erbeginn I !nierdruckstöße auf der

i" ^: se ■ .ν' die bei Kälte zähe Flüssigkeit.

" · ■ -!er r-u rdriii kstoße beobachtet werden.

•^•' ■ ' ' )lzahigkei" nicht schnell genug durch ι··Λ \,- eöen von Arhcitsöl aus dem Hydraulik

- ι ■ !¹V' ■· ·; ^A1 ' konnien und zu unzulässig ι n'- -iicken m Saugraiim über unzulässig

_: /·.·:;■.!-.iir.c mnwc>'führten Normalerweise ist die

>'· ' ■ · 1 ■ !Hung a" dei I )ircht ittsstelle der Pumpen-■ !.·.!,i^ (ich.uise iv dem Sangraum der Pumpe

>■ ·· -^! s<- .i.iii litt I 'nii ^r<l rücke beim Pumpenstart ¹ .ir ι! ■■■ "Λ cicndicht mg weitergeleitet wurden Bei , ι·..;· ihr'i υπ,; tiiiZiilassig lang andauernden

:· ' · s( ·"i·■' i'ige·· kann aber dadurch die Dicht

■ > ,nipt riwellr abgehoben und luft

·■ r - ' ;.;z >·■ das \rhensol eingeschnüffeh

ί > c- ' ""t η:ιπι nur zu ^!verunreinigungen.

. . -ν '--ι ' ind .nrzeitieer Ölaltenmg. sondern

. . :c "•erteneniten störenden <»eräuschbe-

- ■- .!ί tr■:■ schnüffelten l.iifieinschlüsse ··. ■·· ι >^! .lijsj-cschiedcn sind. Der frühzeitige

.v-r-( j !■·' de^ Pumpe erlaubt es auch. .-'.· 's -κ '-'.γ ii'>t besserer Schmieret λ r,ten als hisher. wodurch die

''¹IiIiPi- th'i Lebensdauer und ihr

>■ >■ t'^r.i-'. verbessert werden Bei • ■ i'i- ''',!limn auf K'.iftfahrz^-ug ■ · ■ ι f ''^l olge davon die \.,r,-.,r< )·. I ,"Kunteri-u: • Η .ι ,. ,■- !,- IVe¹''' * F.insctzen der l.enkhilfe entfallt, entfallt auch ein Übergang von Servofrcier /u unterstütz.ender Lenkung, der auch ohne ruckartigen Übergang ein Unsicherheitsmomcnt darstellt, da die durch den Fahrer erforderlichen l.cnkkraftc sich dabei ändern und ein unwillkürliches »vcrrci(3cn« des Steuerrades möglich ist.

in konstruktiv besonders einfacher Weise kann dieser crfindungsgemäße Kurzschluß der Förder- bzw. Saugr;i-r~r des n's Radialpumpe wirkenden Systems der Huge -Hid S hlit/L': nde iir Wi-i.-ir s<.h;₍ ,!ic !)· >k !•bei '.it'c! arj dc I liigelzelli ι ρ ιγ.ι;κ· .c jci ^, .i'hmc

(Iic-c	S J	Ae1H ''pumpe» ι	■	Λ& "(	h beν·.irtit ν	IaM
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RiIi1 1		na' ι: MHsiindere		CC	Ringnii' nt	•!er
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Vc :·	ti	.1'..Tl.--' 10 s		<irgK	^n1I es m'*	It.
gruni	l'K	•Hg		chs'	g-itlVn M ■■	.1er
Veii1	!e	: iirss!( udfr [Je	';r . η	gskanale :ir·	itz
griri-.		ι habe!1 f^er »'	olio	\> !,!labs'.m	)er
Sti-or	U	.t-.k.'^ 'zsiu.!uR h<	I 'KC	ruii'i Ri"-fk..	Γ -
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ani!e".:rsets ^cwnkt. d.iB .!as im Dt '· I· Vrc ι h \er drängte r'f>[der\i.lumen dci -N'e-enpn:''; ■ .-; .-i'-em möglichst honeⁿ *\ntei'. u· ^.^... ,dughe-i: h wieder aufgenorT-men wird.'oevo,- !hm die Moglic'-.ki ■■· _t-· ,eben ist. in den Druckstutzen dt- Hauptpunpe abzufiieJtr Eine A'jsw.jrisbt'wegung der Hügel irr. Saughereiih der Flügelzellenpumpe wird cl-imit möglichst zuverlässig ernvch' I m diesen F'fekt noch zu verstärken, kann .. .ri-ese^.en wcden. daß die Schlitztiefe und die Kontur det de;r Sihiitzgrund zugekehrten iüigclkante sowie die de·-. S-.'hlitzgnindt" seiher so gestaltet sind Haß der verbleiben(!f offene Querschnitt zwischen F Itigelkante und Schlitzgmnd in der am weitesten radial zurückgeschobenen Stellung des flugeis mogliehst klein ist. Aufgrund dieser engen Gestaltung der Ahstromwege aus den Förderräumen der Nebenpurnpe ist die Möglichkeit bzw. das Bestreben, diese Wege auf/uwet ten d h die Hügel aus den Sehliven radial herauszuschieben, noch vergrößert

Der axiale Abstand ·οη Kurzschlußleitung ipd Rcflutungsleitung und ^omit die Druckwirkung au* die Flügel ist dann besonders groß, wenn die Verbindungsstellen des Ringkanak-s bzw der Beflutungskanäle .it den Schlitzgründen an den beiden axial gegenüberliegenden Stirnseiten iU^ Rotors angeordnet sine)

In konstruktiv besonders einfacher Weise kann der Ringkanai als eine sich zu einem der beiden achssenk rechten Spalte zwischen Rotorsiirnscitc und entspre chender Grundplatte (Fntleerungsseite) hin öffnende in den Rotor oder in die eine der Grundplatten axial eingearbeitete Ringnut ausgebildet Sv-in und e« kennen die Verbindungsstellen der Beflutungskanäle mit ilen Schlitzgninden als ie eine an sich bekannte axial i" die andere Grundplatte (Befluiungsseiie) eingearbei'.ete kreisbogenformigc sich iimfaiigsmaßtg über den oder die Schlucke Teiche erstreckende Ausnehmungen aus gebildet sein, wobei lediglich du· Aiisneh .in^en) m:t der Hochdrucksfite de^r f inrn hinng eine behmderungs freie V erbiniiiing aufwehen

Damit ^tie axial .in? ilen Kulm einwirke. Kv ( i'issi)_'ki-i;skr,i)!e su !. ge·:· 'VfH >· weitgehend .uifheb'n konnei K.iiin zweikm.)Ui>.'erwi---.c vir tesfhen sein JaU die in !k (-nindl':.IUe .i-il .lc· 11.-111,H₁-MeHe ι!· ^

Koli.:«. '!llr· .rl-, ItCe" V.MIC1· I'.iMt'i · ■-.: . ' ■ \·_Λ !· .U ?

dem achssenkrechten Spült /wischen Rotor und Platte zugekehrten offenen Fläche wenigstens in etwa flächcngleich mit der entsprechenden Räche der Ringnut ausgebildet sind.

Um einerseits bei Mimmaldrehzahl der Pumpe noch eine cinvrndfrcie Flügclanpressung zu erzielen, um über andererseits bei Höchstdrehzahl der Pumpe die Flügclanpressung nicht unzulässig hoch ansteigen zu lassen, isi es ι.ils.mi. Jen γ,κΙΊ.ι! grr.r.m.fcw Querschnitt der Kinclcitiinp Hiiskhtlk '. seinci >!fencn Qb^rsthniiivfl.H hi. so /n wählen. ildH der aiifg· ι: ! ιί·τ Förder- I· ung ilci radial in den Rotor·., hl·' /cn gleitenden Mugel sich einstellende Nebt nfordcrstrom bei Minimaldiehzahl der Pumpe zwar no< h cmcn Spürbaren Rückstau erfahrt, daß andererseits aber der Rückstau dieses Nebenfordcrstromes bei M;nnn,)ldrch zahl der Pumpe noch weit genug unterhalb derjenigen Grenze bleibt, bei der die radiale Arpressung der Hügel an die Kurvenbahn aufgrund des Rt;<. ksuues ein Fressen der Teile hervorzurufen droht. Der Querschnitt der Ringnut (Knr/schlußicuung) bewirkt den fur die Anpressung der Flügel im Druckbereich verantwortli chen Ruckstau des kur/gesehiossenen Förderstromes der »Nebenpumpe«. Dieser Querschnitt muß daher entsprechend nach den oben dargelegten Hinweisen ausgelegt werden. Hierfür stehen dem Durchschnitts fachrmnn, ohne erfinderisch tätig werden zu müssen. zumutbz.re Versuchsmöglichkeiten, Erfahrungswerte und dergleichen /ur Verfügung, so daß c mit den obigen Hinweisen eine im konkreten Fall zielführende Anweisung erhalten hat.

Die Erfindung ist anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles im folgenden noch naher erläutert: dabei zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt entlang der Rotationsach se durch eine Flügclzellenpi .upe mit erfindungsgema-Hcr Abfuhr des Arbeitsmediums aus den Schlitzgründcn des Rotors.

Γ i g. 2 einen achssenkrechten Querschnitt durch die Pumpenach F ι g. I entlang der Linie Il II.

Fig. 3 und 4 je eine Grundplatte /ur axialen Begrenzung der sichelförmigen Arbeitsräume der Pumpe, in die die Zu- und Abführkanäle für die Arbeitszeiten und die Beflutungs- und Entleerungskanäle bzw. Jer Ringkanal für die Schiit/gründe eingearbeitet sind, jeweils in axialer Ansicht auf die dem Rotor zugekehrte Seite und

Fι j*. 5 einer Schnitt durch die Grundplatte nach F i g. 4 entlang dem Linienzug V-V.

Die in den Fig. I und 2dargestellte Pumpe weist ein Pumpengehäuse 1 auf. in welchem die Antriebswelle 2 gelagert und die wesentlichen Pumpenteile unterge bracht sind. Diese sind der auf die Welle 2 verdrehfest aufgesteckte Rotor 3 mit den Flügeln 4 sowie die beiden Grundplatten 5 und 6 ( F i g. 4 bzw. F i g. i) und der Kurvenring 7. Die Druckplatten könnten — nebenbei bemerkt — in einer anderen Ausführung der Erfindung auch Bestandteile des Pumpengehäuses oder eines Gehauseteiles sein. Die letzten drei genannten Teile sind durch die Halteslifte 8 in einer definierten gegenseitigen Umfangs- und Radiallage gehalten und gegen Radialbewegungen und gegen Verdrehen gesichert. Axial ist die Montageoffnung des Pumpengehäuses durch den mit einem Federring 9· gesicherten Verschlußdeckel 10 dichtend (tiichtnng ii) verschlossen. Durch eine zwischen den Dcekei 10 und die obere Grundplatte 5 eingebrachte Druckfeder 12 erhalten die Hauptteüe 3 bis 6 der Pumpe eine anale druckunabhängige iirundanprcssung. Die obere Grundplatte 5 ist außerdem dichtend (Dichtring 13) im Pumpengehäuse untergebracht und trennt die Druckseile der Pumpe (Raum 14) von deren Zulaufseite (Ringraum 15). Beide Räume sind über die Anschlüsse 16 bz.w. 17 an ein Hydrauliksystem anschlicßbar. Durch den im Druckraum 14 herrschenden Förderdruck der Pumpe — die Hochdruckseitc der Flügelzellc-nmaschine — wird auf die obere Grundplatte hydraulisch eine dem Niveau

ic diese«- Druckes entsprechende Kr.ift ausgeübt, die die Hai.p iii 1 his h der Pu'-ipe ,ixi.il entgegen den im Inni ■ ι dei Piii: ;^Λι herrschenden Druckkräften dichtend /■:'..iMimengedruckt

Im Roior } sind .ixialverlaufende radialstehendc

is par.illelwiindige Sehlit/e 18 eingearbeitet, in die planpjrallele rechteckige Meiallplatten. die sogenannten I lugel 4 eingesetzt sind, die mit geringem definiertem Spiel radial dann gleiten können Die Flügel sind in Achsrichtung exaki so lang wie der Rotor I und

zo der Kurvenring 7 Die Innrnkontur 19 des Kurvernnees ist nach <.nem bestimmten geschlossenen Kurvenver lauf oval ausgebildet, so daß sich zwischen Rau» und Kurvenbahn 19 zwei sichelförmige Arbeitsräume 20 ergeben, die beim Umlauf des Rotors von den diese Arbeitsräume in Zellen unterteilenden Flügeln in Umlaufrichtung durcheilt werden Die Kurvenbahn 19 ist in den Bereichen der Linie 21 beim Durchlauf des Rotors in Richtung des Pfeiles 22 zur Umfangsrichtung radial nach außen geneigt und die zwischen den Flügeln 4 gebildeten Forderzellen vergrößern sich in diesem Bereich (Sehluckbereich). Durch entsprechende Ausnehmungen 23 und 24 an der unteren ( Fi g. 3) bzw. der oberen Grundplatte ( F i g. 4) erhält der Sehluckbereich der sichelförmigen Arbeitsräume unmittelbaren Anschloß an den ringförmigen Zuiaufraum 15. Diese Ausnehmungen stellen die inneren Verbindungskanale der Schluckseite der Arbeitsräume mit dem Ringraum 15 dar. Im Wini-elbereich der Linie 25 ist iie Kurvenbahn 19 zur Umfangsrichtung radial nach innen geneigt, so daß sich beim Rotorumlauf liie Förderzellen in diesem Bereich verkleinern. Das in ihnen enthaltene Fördermedium wird beidseitig axial ausgeschouen. wobei es auf der in F 1 g. 1 obenliegenden Rotorseite über die durchgehenden Ausnehmungen 26 in Platte 5 und an der unteren Seite über die als Vertiefung ausgebildeten Ausnehmungen 27 in Platte 6. über die Rückkehrbohrungen 28 im Kurvenring 7 und ebenfalls über die Ausnehmungen 26 in den Druckraum 14 gelangen kann.

Die beim Roiorumlauf der Innenkontur 19 des Kurvenringes radial feigenden Flügel 4 wandern be;m Durchlauf durch den Schiuckbereich 21 in den Rotorschlitzen radial nach außen und die entsprechenden sich dabei erweiternden Schlitzgründe 29 füllen sich über die Kreisbogenförmigen sich über den Winkelraum des Schluckbereiches erstreckenden und auf dem Radius der Schlii/.gründe angeordneten und mit dem Druckraum 14 behinderungsfrei in Verbindung stehenden Ausnehmungen 30 auf. die die Beflutungskanäle für die den Sehluckbereich durchlaufenden Schlitzgründe darstellen. Die ^e Beflutungskanäle sind nur in einer, und zwar in der oberen Grundplatte 5 angebracht. Die dem oberen Spalt zwischen Rotor 3 und Grundplatte 5 zugekehrte Rotorseite ist daher die Beflutungsseiie. von

(_>5 der aus — falls erforderlich — Schliizgrunde des Rotors von außen beflutet werden. Durch diesen ungehinderten Zutritt des Arbeitsmediums zu den Schlitzgründen im Sehluckbereich wird auf die Flügel 4 ein dem

Hochdruckniveau im Raum 14 entsprechender Hiisiigkcitsdruck ausgeübt und außerdem ein rasches Beflulen dieser sich erweiternden Räume ermöglicht.

Beim Durchlaufen der Rolorflügcl 4 dun h einen Ausschubbereich der Pumpe werden diese durch den Verlauf der Kurvjnbahn 19 zwangsweise radial nach innen verschoben und es wird dabei Flüssigkeit aus den sich verkleinernden Volumina der Schlitzgründe verdrängt. Dieses verdrängte Arbeitsmedium kann bei der dargestellten Pumpe aus den Schlitzgründen lediglich einseitig axial austreten und /war in die in die untere Grundplatte auf dem Durchmesser der Schi.t/gründe angebrachten Ringnut 31 hinein. Da die Ringnut 31 nur in der ,uferen Grundplatte angebracht ist. können sich die Schiit/gründe des Ausschubbereiches axial nur zu dieser Seite des Rotors hin entleeren {Entleerungsseite des Rotors). Diese Ringnut 31 stellt einen Teil der Entleerungsleitung fur die den Ausschubbereich durchlaufenden sich verkleinernden Schiit/gründe dar. Die Schlitzgründe in diesem Bereich stehen nämlich über «inen Teil der Ringnut, über die sich im Schluckbcreich befindlichen Schiit/gründe und über die Beflutungsausnehmungen 30 mit dem Druckraum 14 in Verbindung. Von den Flügeln im Ausschubbereich aus den Schlitzgründen verdrängtes Arbeitsöl muß also über einen Umweg du^rch die ^lich im Schluckbereich befindlichen Schlitzgründe entweichen. Da die sich hier befindlichen Schlitzgründe sich aber gerade erweitern, sind sie in der Lage, das anderenorts verdrängte Öl lufzunehmen. Es wird also durch die Ringnut 31 ein Leitungskurzschluß zwischen den sich erweiternden und den sich verkleinernden Schlitzgründen geschaffen. Durch die Ringnut strömt ständig öl aus dem Ausschubbereich in den Schluckbereich. Im Gegen/ug da/u wird in den Schlitzgründen des Rotors ständig öl in der umgekehrten Richtung befördert. Durch die Kurzschlußleitung ist ein in sich geschlossenes System geschaffen, dem von außen lediglich der Förderdruck der Pumpe überlagert wird und dem eventuelle Leckmengen zugeführt werden. Durch die entsprechende Bemessung des Strömungsquerschnittes der Kurzsehlußleilung (in Fig. 1 sichtbar) kann juf die kurzgeschlossene Strömung eine gewisse Stauwirkung ausgeübt werden, dergestalt, daß auf die sich im Ausschubbereich befindlichen radial nach innen wandernden Rotorflügel eine eindeutig nach außen gerichtete Rückstau- und Andrückkraft ausgeübt wird. Durch Bemessung der dem Spalt auf der Entleerungsseite des Rotors zugekehrten Fläche der Ringnut 31 (in F i g. 3 sichtbar) kann erreicht werden, daß die von den

ίο Ausnehmungen 30 von der Beflutungsseite axial auf den Rotor einwirkenden Kräften mit i'cn durch den Oruck in der Ringnut Jl von der hntleerungsscite dxi.\· >iuf ihn einwirkenden Kräften ausgeglichen sind

Durch die eine unmittelbare Verbindung (!■_ r Schiit/ gründe /wischen Schluck und Ausschubbereich herstellende Kur/schlußleitung 31 ist erfindungsgemäß Sewirkt. daß das im Ausschubbercch aus den Schlil/grun den verdrängte Öl zunächst durch die im Schluckbereich liegenden Schlitzgründe strömen muß. bevor das öl die Möglichkeit eines Entströmens in den Druckraum 14 hat. Dadurch wird insbesondere bei kaltem /dhf'üssigcn und klebrigen Arbeitsmedium auf die nn Schluckbereich befindlichen Rotorflugel eine von der Drehzahl und vom Druckaufbau im Raum 14 unabhängige Kraft aufgebaut, was ein Einsetzen der Pumpwirkung beim Start sehr begünstigt und die Inilialdrehzahl stark herabsetzt Ein frühzeitiger und sanlter Druckaufbau schon bei sehr kleinen D^reh/ahlen ist das Ergebnis Damit das aus den Ausschubbcreich-Schlit/grunden über d^e .Schluckbereich-Schiit/gründen abströmende Öl einen möglichst großen Strömungswiderstand vor dem Austritt i.i den Raum 14 erhält und die radial- nach außen gerichtete Druckkraft auf die im Schluckbereich befindlichen Rotorflügel möglichst groi] ist. ist /um einen die gesamte verfügbare Länge der Schlii/gr-unde mit in die Entleerungswege einbe/ogen und es ist aufgrund einer entsprechenden Gestaltung von Schlitztiefe, radialer Flügelerstreckung und Form der Flügel hinterkante /um anderen dafür gesorgt, daß die Entleerungsquerschnitte (in F i g. 2 sichtbar) möglichst klein sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Flügelzellenmaschine für flussige Fördermedien, insbesondere Flügelzellenpumpe, mit einem mil in wenigstens angenähert radialen parallelwandigen Schlitzen gleitbaren Flugein versehenen Rotor und einer den Rotor umgebenden zusammen mit ihm wenigstens einen sichelförmigen Arbeitsraum radial einschließenden in sich geschlossenen Kurvenbahn mit Umfangsbereichen, in denen die Kurvenbahn gegenüber einer zum Drehzentrum des Rotors konzentrischen Kreisbahn beim Durchlaufen der Kurvenbahn in einer bestimmten Richtung (Betriebsdrehrichtung) eine radial nach außen gerichtete Neigung hat (Schluckbereich) und mit snderen Umfangsbereichen der Kurvenbahn, in denen die entsprechende Neigung radial nach innen gerichtet isi (Ausschubbereich), wobei der Rotor und die Flügel und vorzugsweise auch der die Kurvenbahn tragende Ring od< r dergleichen untereinander axial eine gleiche Länge aufweisen und durch ebene achssenkrechte Flächen begrenzt sind, ferner mit zwei ebenen den Rotor mit den Flügeln und den Kurvenbahnring axial beidseitig dichtend einschließenden und den oder die Arbeitsräume axial begrenzenden Grundplatten sowie mit den oder die Schluckhereiche des Arbeitsraumes mit der Zufuhrleitung der Einrichtung verbindenden und den oder die Ausschubbereich* des Arbeitsraumes mit dem Abfuhrkanal der Einrichtung verbindenden inneren Verbindungskanälen, ferner mit einer u η gehinderten Arbeitsinediumzufuhr aus dem dem höheren Druckniveau unterliegenden Kanal von Jen beiden Kanälen Zufuhr- bzw. Abführkanal oder dem oder den entsprechenden inneren Verbindungskanälen der Einrichtung (Hochdruckseite) zu den im oder in den Schluckbereichen liegenden Schützgründen des Rotors über Beflut^ngskanäle und mit einer gedrosselten Arbeitsmediumabfuhr aus den im oder in den Atisschubbereichen liegenden Schlitzgründen des Rotors aui die Hochdruckseite der Einrichtung über Entleerungskanäle, dadi. h gekenn zeichnet, daß die Arbeitsmediumabfuhr wenigstens teilweise über einen Umweg über wenigstens einer. leilberei'.h der axialen Erstreckung der im oder in den Schluckbereichen (21) liegenden Schlitzgrunden des Rotors (3) erfolgt und daß die Befluiunpskanale (JO; /u diesen Schhtzgründen an einer in Strömungsrichtung der Arbeitsmediumabfuhr gegenüber der Anschlußstelle der Entleerungskanäle stromab liegenden Axialposition der Schiit/ gründe in diese einmünden.

2. iviaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß alle Schlitzgrunde des Rotors (3) durch wenigstens einet Ringkanal (31), insbesondere eine Ringnut untereinander strömungsmäßig in Verbindung stehen und daß nur die im oder in den Schluckbereichen (21) liegenden Schlitzgründe des Rotors (3) unmittelbar mit der Hechdruckseite (14) der Einrichtung in Verbindung stehen und daß die Verbindungsstellen des Ringkanales (31) mit den Schlitzgründen einen axial möglichst großen Abstand von der Verbindungsstelle der Beflutungskaitäle (30) mit dem Schlitzgründen hat.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, daduich gekennzeichnet, daß die Schlilztiefe und die Kontur der dem .Schlitzgrund zugekehrten Flügelkante

sowie die des Schlit/grundes selber so gestaltet sind daß der verbleibende «»ifene Querschnitt /wischen Flugelkante und Schlu/grund in der am weitesten radial zurückgeschobenen Stellung des I lugels möglichst kiein ist.

4. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dal'» die Verbindungsstellen des Ringkanales (31) bzw. der Beflutungskanale (30) nut de: Schlilzgründ-'P (29) an den beiden axial gegenüber liegenden Stirnseiten des Rotors (3) angeordnet sir I

5. Maschine nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkanal als eine sich zu einem der beiden achssenkrechten Spalte zwischen Rotoi SMrnseite und entsprechenden Grundplatte (5 oder 6) 'Entleerungsseite) hin öffnende in den Rotor (3) oder in die eine der Grundplatten (5 bzw. 6) axial eingearbeitete Ringnut (31) ausgebildet ist und daß die Verbindungsstellen der Beflutungskanale (30) mit den Schlitzgrunden (29) als je eine an Sich bekan.a. axial in die andere Grundplatte (Beflutungsseite) eingearbeitete kreisbogenförmige sich umfangsmu ßig über den oder die Schluckbereiche erstreckende Ausnehmung ausgebildet sind, wobei !ediglich die Ausnehmung(en) mit der Hochdruckseite (14) der Einrichtung eine behinderungsfreie Verbindung (30) aufweisen.

6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die in die Grundplatte (5) auf der Beflutungsseile des Rotors (3) eingearbeiteten Ausnehmungen (30) hinsichtlich der dem achssenk rechten Spalt zwischen Rotor (3) und Platte (5) zugekehrten offenen Fläche wenigstens in etwa flächengleich mit de ι entsprechenden Flache der Ringnut (31) ausgebildet sind

7. Pumpe nach einem üer Ansprüche 4 bis b. dadurch gekennzeichnet, daß der radial genommene Querschnitt der Ringleitung (31) hinsichtlich seiner offenen Querschnittsfläche so geväh't ist, daß der aufgrund der Förderwirkung der radial in den Rotorschlitzen (18) gleitenden Flügel (4) sieh einstellende Nebenförderstrom bei Mniimaldreh/iihl der Pumpe zwar noch einen spürbaren Rückstau erfährt, daß andererseits aber der Ruckstau dieses Nebenförderstromesbei Maximaldreh/ahl dei Pum pe noch weit genug unterhalb derjenigen Grenze bleibt, bei der die radiale Anpressung der Flügel (4) an die Kurvenbahn (19) aufgrund des Rückstaus ein Fressen der Teile hervorzurufen drohi