DE2405575C2 - Flügelzellenmaschine, insbesondere -pumpe - Google Patents
Flügelzellenmaschine, insbesondere -pumpeInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
- F01C21/08—Rotary pistons
- F01C21/0809—Construction of vanes or vane holders
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Description
Die Erfindung betrifft eine Flügelzellenmaschine nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, wie sie beispielsweise
aus der DE-OS 21 45 304 als bekannt hervorgeht
Bei dieser bekannten Maschine wird ein hydraulisches Kippmoment an der Flügelhinterkante durch eine
Abschrägung oder durch eine stufenweise Absetzung erreicht, dis dein voii! Arbeitsdruck erzeugten Kippsuoment
gerade entgegengesetzt ist Dadurch soll eine Entlastung der Anlagepunkte des Flügels im Schlitz und
somit ein leichterer radialer Lauf der Flügel innerhalb des Schlitzes erzielt werden.
Pumpen der zugrunde gelegten Gattung entwickeln unter bestimmten Betriebsbedingungen, insbesondere
bei hohen Förderdrücken und kleinen Drehzahlen ein Pfeif geräusch. Die Ursache dafür ist nicht völlig geklärt
jedoch scheint sich damit ein Flattern der Flügel in den Rotorschlitzen anzuzeigen, wobei noch ungeklärt ist, ob
und/oder quer dazu flattern. Dieses Pfeifen kann insbesondere bei Anwendung derartiger Pumpen in
Kraftfahrzeugen, z. B. als Lenkhelfpumpen, störend sein.
Es hat nicht an Versuchen gefehlt, dieses Pfeifen zu
beseitigen. Eine Richtung dieses Bemühens beschritt den Weg, eine gewisse Dreheiastizität im Rotorantrieb
einer Pumpe vorzusehen, z.B. eine torsionsweiche Antriebswelle zwischen Antriebsrad und Pumpenrotor
oder eine Drehelastizität im Radkörper des Antriebsrades. Ebenso hat man versuchsweise das Antriebsrad aus
Kunststoff hergestellt Diese Maßnahmen beseitigen zv/ar unter Umständen das Pfeifgeräusch, d.h. sie
mögen zwar in funktioneller Hinsicht Ergehnisse zeitigen, sie sind aber in anderer Hinsicht nicht
vertretbar. Die verdrehweiche Welle oder das Antriebsrad mit Dreheiastizität sind relativ teuer und das
Kunststoffantriebsrad weist nicht die nötige Lebensdauer und Temperaturbeständigkeit auf, da mit
Temperaturerhöhungen über 100° C gerechnet werden muß.
Aufgabe der Erfindung ist es, Maßnahmen anzugeben, die das Pfeifgeräusch beseitigen und die die bijschine
der eingangs genannten Art nicht oder höchstens nur ganz unwesentlich verteuern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst
Durch diese Maßnahme wird auf die Flügel ein während des gesamten Rotorumlaufes stets gleich gerichtetes
Verkantungsmoment ausgeübt und ein Pfeifen der Flügel vermieden. Insbesondere wird ksine Momentumkehrung
oder NuHdurchgang des Momentes mehr möglich. An der radial äußersten Flügelkante wird
aufgrund des Flüssigkeitsdruckes und aufgrund der Schleppreibung eine stets entgegen der Drehrichtung
wirkende Kraft ausgeübt Am radial inneren Ende wird aufgrund der asymmetrischen Gestaltung der Flügelhinterkante
eine gleichsinnig mit der Drehrichtung weisende Kraft erzeugt Durch dieses stets gleichgerichtete
und definierte Verkantungsmoment werden die Flügel im Rotorschli1 ζ stabilisiert
Zwar sind die Flügel der Pumpe nach der US-PS 31 38 321 ebenfalls auf der rücklaufenden Hinterkante
abgeschrägt, jedoch wird trotzdem kein Kippmoment im Sinne der Erfindung auf die Flügelhinterkante
ausgeübt wei! aufgrund einer zurückspringenden Schulter im Bereich des SchUtzgrundes die Drücke an
der Flügelhinterkante zumindest im zurückgezogenen Zustand des Flügels ausgeglichen sind.
Auch bei der Pumpe nach der FR-PS 7 22 961 sind die Flügelhinterkanten in gleicher Weise abgeschrägt
jedoch wird auch bei jener Pumpe kein Kippmoment auf die Flügelhinterkante hydraulisch ausgeübt weil die
Schlitze aus zwingenden Gründen drucklos sind.
Die asymmetrische Ausgestaltung der hinteren Begrenzungsfläche kann dadurch erfolgen, daß sie
wenigstens auf Teilbereichen der Längserstreckung der Flüge! zu deren Haupterstreckungsebene geneigt ist
Damit in der radial äußersten Relativlage des Flügels im Schlitz die Überdeckung zwischen Spalt und Flügel in
radialer Richtung möglichst tief und der für die Leckverluste mitverantwortliche Spalt möglichst lang
ist, ist es vorteilhaft, wenn die Neigung kleiner als 30° ist vorzugsweise zwischen 5° und 20° liegt
Die Erfindung ist noch nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles
erläutert: dabei zeigt die Zeichnung eine vergrößerte Darstellung eines Flügels mit zugehörigem Rotorschlitz.
parallelwandige Schlitze 18 eingearbeitet, in die planparallele rechteckige Metallplatten, die sogenannten
Flügel 4 eingesetzt sind, die mit geringem definierten Spiel radial darin gleiten können. Die Flügel
sind in Achsrichtung exakt so lang wie der Rotor 3 und der Kurvenring 7.
Die beim Rotorumiauf radial in den Schlitzen 18 hin-
und hergeschobenen Flügel bilden mit ihrer hinteren Begrenzungsfläche 32 und den Schlitzgründen 29 beim
Rotorumlauf sich periodisch vergrößernde und verkleinernde Räume. Um diese Räume entleeren und befluten
zu können, sind sie strömungsmäßig mit dem Haupt-
förderstrom verbunden. Dadurch wird sowohl im
Druck- als auch im Saugbereich auf die hintere Begrenzungsfläche 32 der Flügel 4 eine die Flügel radial
an die Kurvenbahn 19 andrückende hydraulische Kraft ausgeübt
Beim Durchlauf der Flügel durch den Druckbereich ist sowohl der auf die radial nach außen weisende ballige
Begrenzungsfläche 33 einwirkende Druck als auch der auf die innere Begrenzungsfläche 32 wirkende Druck
mit dem Förderdruck der Pumpe weitgehend gleich, so so
daß auf den Flügel im Druckbereich radial nur geringe Kräfte einwirken; hier sind Beharrungskräfte aufgrund
von Gleit- und Ölreibung und Fliehkräfte zu nennen. Auch in Umfangsrichtung sind die auf dem Flügel
einwirkenden Kräfte in den Druckbereichei. .. _itgehend
ausgeglichen, da auf der vorauslaufendei. Flügelfläche
34 und auf dem flächenipäßig etwa gleich großen Rücken 35 des Flügeis gleiche 'Vjcke und somit
insgesamt ;raa gleiche Kraft«" w;rken. Als nicht
ausgeglichene Restkraft h* die an der äußeren
Gleitfläche 33 des Flügels angreifende dem Drehrichtungspfeil 22 entgegengerichtete Reibungskraft (Vektor
36) zu nennen. Dieser weitgehende tangentiale und radiale Kräfteausgleich kann bei herkömmlichen Flügelzelleneinrichtungen
für ein Pfeifgeräusch verantwortlieh sein, welches insbesondere bei kleinen Drehzahlen
auftritt.
Erfindungsgemäß wird aufgrund einer entsprechenden Gestaltung der Begrenzungsfläche 32 eine weitere
nicht ausgleichbare Restkraft 37 eingeführt die drehzahlunabhängig ist und die das den Flügel 4 im
Schlitz 18 zu verkanten suchende Moment erhöht. Dieses Verkantungsmoment stabilisiert den Flügel
gegen Flattern oder gegen sonstige für das Auftreten von Pfeifgeräuschen ursächlichen Bewegungen von
Einzelteilen innerhalb der Pumpe. Diese hydraulische Restkraft wird durch eine asymmetrische Ausgestaltung
der hinteren Begrenzungsfläche 32 des Rügeis 4 bewirkt Durch die Kantenrücknahme auf der einen
Flügelseite wird eine Druck-Angriffsfläche in Richtung auf die andere Flügelseite geschaffen, deren Größe für
die Höhe der Restkrift 37 mit verantwortlich ist Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist diese Druck-Angriffsfläche
durch eine durchlaufende Abschrägung der Hinterkante des Flügels entlang der ganzen axialen
Erstreckung des Flügels geschaffen, was fertigungstechnisch besonders einfach ist. Die Abschrägung ist so
gewählt daß die Restkraft 37 in Drehrichtuns (Pfeil 22)
des Rotors 3 zeigt Das Maß der Abschrägung (Kantenrücknahme a) ist möglichst Hein gewählt damit
die verbleibende Spaltlänge 1 nicht Sbc -mäßig verringert wird. Bei sehr großen Abschrägungswinkein wird
der volumetrische Wirkungsgrad der Pumpe beeinträchtigt; andererseits genügt aber schon eine geringe
Kantenrücknahme, um eine ausreichend große Druck-Angriffsfläche und somit eine genügend große Restkraft
zu erzielen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Flügelzellenmaschine für flüssige Fördermedien.
insbesondere Flügelzellenpumpe, mit einem mit in wenigstens angenähert radialen parallelwandigen
Schlitzen glehbaren Hügeln versehener Rotor
und einer den Rotor umgebenden zusammen mit ihm wenigstens einen sichelförmigen Arbeitsraum
radial einschließenden in sich geschlossenen, die Flügel radial führenden Kurvenbahn und mit einer
Druckbeaufschlagung des Grundes eines jeden Rotorschlitzes und der im Schlitzgrund zugekehrten
Begrenzungsfläche jedes entsprechenden Flügels, wobei jede Begrenzungsfläche derart bezüglich
seiner achsparallel verlaufenden Flügelmittenlinie is
asymmetrisch ausgebildet ist, daß der vom Schlitzgrund her über die Begrenzungsfläche auf den Flügel
einwirkende Flüssigkeitsdruck eine quer zum Schlitz verlaufende Krattkomponente am Fiügei hervorruft,
dadurch gekennzeichnet, daß die Azymmetrie
so gewählt ist, daC die Kraftkomponente (37)
auf die Hoehdruckseite der Flügel weist, d.h. bei
Flügelzellenpumpen, daß die Kraftkomponente (37) gleichgerichtet mit der Drehrichtung (22) des Rotors
(3) ist
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Begrenzungsfläche (32) — wie an sich bekannt — wenigstens auf Teilbereiche der
Längserstreckung der Flügel (4) zu deren Haupierstreckungsebens
geneigt ist-
3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Neigung — wie an sich
bekannt — kleiner als 30" ist, vorzugsweise
zwischen 5° und 20° liegt
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742405575 DE2405575C2 (de) | 1974-02-06 | 1974-02-06 | Flügelzellenmaschine, insbesondere -pumpe |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742405575 DE2405575C2 (de) | 1974-02-06 | 1974-02-06 | Flügelzellenmaschine, insbesondere -pumpe |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2405575A1 DE2405575A1 (de) | 1975-08-07 |
DE2405575C2 true DE2405575C2 (de) | 1984-01-19 |
Family
ID=5906719
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19742405575 Expired DE2405575C2 (de) | 1974-02-06 | 1974-02-06 | Flügelzellenmaschine, insbesondere -pumpe |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2405575C2 (de) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3034411A1 (de) * | 1980-09-12 | 1982-04-22 | Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart | Kolben einer fluegelkolbenpumpe fuer hydraulische betriebsmittel |
DE3119230C2 (de) * | 1981-05-14 | 1985-02-28 | Volkswagenwerk Ag, 3180 Wolfsburg | Motorgetriebene Flügelzellen-Pumpe |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR722961A (fr) * | 1931-07-10 | 1932-03-31 | Pompe pour liquides de toutes sortes | |
US3138321A (en) * | 1962-03-22 | 1964-06-23 | Gast Mfg Corp | Rotary vane pump |
DE2145304A1 (de) * | 1971-09-10 | 1973-03-15 | Rexroth Gmbh G L | Fluegelzellenpumpe oder -motor |
-
1974
- 1974-02-06 DE DE19742405575 patent/DE2405575C2/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2405575A1 (de) | 1975-08-07 |
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