DE2432621A1

DE2432621A1 - Verdraengerpumpe, insbesondere fluegelzellenpumpe zum verdichten von gasfoermigen medien

Info

Publication number: DE2432621A1
Application number: DE2432621A
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl Ing Skrivanek; Arnold Witt
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1974-07-06
Filing date: 1974-07-06
Publication date: 1976-01-22
Also published as: DE2432621C2; GB1474353A; US4080122A

Description

Verdrängerpumpe, insbesondere Flügelzellenpumpe zum Verdichten von gasförmigen Medien

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verdrängerpumpe, insbesondere Flügelzellenpumpe für sehr hohe Drehzahlen, zum Verdichten von gasförmigen Medien, mit einem in einem Gehäuse gelagerten Rotationskörper, in dem Schieber radial beweglich geführt sind, die sich an einer Gehäuseinnenwand abstützen.

Bei einem Hochleistungsgetriebe für Flugzeuge mit sehr hohen Drehzahlen, Geräteträger genannt, wird eine Druckluftpumpe benötigt, die bei großen Flughöhen (bis 20000 m) sicherstellt, daß im Innenraum des Getriebes zur Vermeidung von Kavitation und Ölschäumen ein hinreichend großer Luftdruck herrscht. Zur Erzeugung dieses Luftdruckes ist in den Geräteträger eine Flügelzellenpumpe eingebaut, die, um Untersetzungen zu vermeiden, mit der Getriebedrehzahl, etwa 13.000 U/min, mitläuft. Flügelzellenpumpen in üblicher Ausführung befriedigen bei den geforderten

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Betriebstemperaturen von -AO C bis +135 C bezüglich Verschleiß und Betriebssicherheit in keiner Weise.

Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung diese Probleme zu lösen und eine Flügelzellenpumpe so zu verbessern, daß sie einfach und leicht herstellbar sowie leicht im Gewicht ist, wobei jedoch hinreichend große Standzeiten und Sicherheit gewährleistet sein muß. Gelöst wird diese Aufgabe der Erfindung dadurch, daß die Lager des Rotationskörpers radial führende Loslager mit ölschmierung sind, daß auf beiden Seiten des Rotationskörpers mit geeigneten Förderrillen versehene feststehende Scheiben angeordnet sind, die die Stirnflächen des Rotationskörpers bzw. der Schieber axial führen und daß die Schieber und das Gehäuse bzw. ein in das Gehäuse eingesetzter Zylinder aus Stahl hergestellt sind, wobei die Gehäuse- bzw. Zylinderinnenwand eine geeignete Oberflächenbehandlung aufweist. Eine mit diesen Merkmalen versehene Flügelzellenpumpe ist in vorteilhafter Weise in der Lage, die sehr ho-

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hen Betriebsanforderungen zu erfüllen. Zwar sind grundsätzlich Spiralrillen-Scheibenlager bekannt. Ihre Wirkungsweise beruht auf der physikalischen Erkenntnis, daß sich an den Kanten zwischen den Erhebungen und Vertiefungen bei Relativbewegung ein Strömungsdruck einstellt, wozu üblicherweise hinreichendes Schmiermittel herangeführt wird. Daher war es nicht naheliegend, derartige Spiralrillen-Scheibenlager bei einer luftfördernden Flügelzellenpumpe anzuwenden, zumal diese bis auf geringfügige Lagerschmierung ohne Schmierung arbeitet. Auch eine andersartige Lagerung des Rotationskörpers, beispielsweise durch ein Festlager, mit der ölschmierung brachte bezüglich Verschleiß und Standzeit der Pumpe keine befriedigenden Ergebnisse. Durch Anwendung der erfindungsgemäßen Merkmale wurde Jedoch das Freßverhalten vermieden und hohe Standzeiten erzielt. Dies dürfte auch darauf zurückzuführen sein, daß nunmehr die Spiralrillen-Scheibenlager auch in Verbindung mit den Schiebern nicht nur als Axiallager wirken, sondern zusätzlich einen Pumpeffekt haben, wodurch sowohl Luft als auch an den Lagern vorhandenes Ul entlang der radialen Seitenflächen und der Ge-

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häuseinnenwand gepumpt wird. Dabei kommt auch der geeigneten Oberflächenbehandlung der Gehäuse- bzw. Zylinderinnenwand eine große Bedeutung zu. Als besondere günstige Oberflächenbehandlung hat sich ein stromloses Vernickeln nach dem Kanisil-Verfahren herausgestellt. Die Gesamtwirkung wird noch dadurch unterstützt, daß sich die Spiralrillen enthaltenden Scheiben bis zur Gehäuse- bzw. Zylinderinnenwand erstrecken, wobei sie am Innenradius einen Abstand zürn Rotationskörper aufweisen und dort einen Ringspalt bilden. Bei einer Flügelzellenpumpe, bei der das Gehäuse aus einer Leichtmetalllegierung hergestellt ist, ist es vorteilhaft, daß die Loslager Zylinderrollenlager sind, deren Lageraußenringe unter Zwischenschalten von Büchsen im Gehäuse angeordnet sind, wobei die Büchsen und die Scheiben einstückig miteinander hergestellt, jedoch auch eingepreßte Büchsen zur Lageraufnahme und lose, geeignet gesicherte Scheiben verwendet werden können.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der ein Ausführungsbeispiel

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der Erfindung vereinfacht dargestellt ist. Ss zeigen;

Abb. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgestaltete Flügelzellenpumpe,

Abb. 2 einen Schnitt durch die Flügelzellenpumpe gemäß der Linie II - II in Abb. 1, wobei der linke obere Ausschnitt den Teil oberhalb der Mittellinie wiedergibt.

In den Abb. 1 und 2 iefc mit 1 ein Gehäuse bezeichnet, das aus einer Leichtmetallegierung hergestellt ist und über Schrauben 2 an einer Wand 3 eines nicht näher dargestellten Geräteträgers befestigt ist. In das Gehäuse ist ein Zylinder 4 eingesetzt, der als Gleitfläche für die im folgenden näher beschriebenen Schieber 10 dient. Die Innenfläche des Zylinders ist zur Verbesserung der Gleiteigenschaften nach dem Kanisilverfahren stromlos vernickelt. Innerhalb.des Gehäuses ist ein mit 5 bezeichneter Rotationskörper, der gleichzeitig als Welle ausgebildet ist, in Zylinderrollenlagern 6

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gelagert. Dabei sind die Außenringe der Zylinderrollenlager in Büchsen 7 eingesetzt, die ihrerseits in dem Gehäuse 1 bzw. in der Wand 3 angeordnet sind. Zwischen den Zylinderrollenlagern 6 und dem Rotationskörper 5 sind Scheiben 8 eingesetzt, die mit den Büchsen 7 aus einem Stück hergestellt sind. Die Scheiben 8 erstrecken sich im wesentlichen über die gesamte radiale Erstreckung zwischen dem Wellenbereich des Rotationskörpers 5 bis zur Innenwand des Zylinders 4* wobei jedoch zwischen dem Wellenbereich des Rotationskörpers 5 und den Scheiben 8 ein Ringspalt vorgesehen ist. Die Scheiben 8 weisen auf ihrer dem Rotationskörper zugekehrten Seite im inneren Bereich Spiralrillen auf, die insbesondere aus Abb. 2 ersichtlich sind. Der Rotationskörper 5 hat in üblicher Weise radiale Schlitze, in denen aus Stahl hergestellte Schieber 10 angeordnet sind. Weiterhin ist der Rotationskörper 5 in üblicher Weise exzentrisch zum Gehäuse bzw. zum Zylinder 4 gelagert, so.daß durch Vergrößerung und Verkleinerung der Räume zwischen den Schiebern die Pumpwirkung erfolgt. Zu diesem Zweck weist das

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Gehäuse 1 einen Ansaugkanal 11 auf, der mit einer Bohrung 12 der Wand 3 in Verbindung steht, über die nicht näher dargestellt, die Pumpe Luft ansaugen kann. Wie weiterhin in Abb. 2 zu sehen ist, hat der Zylinder 4 eine öffnung 13« die mit einem Druckluftaustrittskanal 14 in Verbindung steht. Der Antrieb des Rotationskörpers 5 erfolgt über eine glockenförmige Nabe 15, an der ein Zahnkranz 16 angebracht ist. Beide Zylinderrollenlager 6 werden zur Schmierung mit öl versorgt, was bei dem rechten Lager in Abb. 1 durch die Bohrung 17 und die Leitung angedeutet ist. Die Scheiben 8 sind durch Stifte 19 und Schrauben 20 gegen Verdrehen fest am Gehäuse 1 bzw. an der Wand 3 befestigt. Der axiale Abstand der Scheiben 8 zueinander ist etwas größer als die Breite des Rotationskörpers 5 und der Flügel 10, so daß beim Laf der Flügelzellenpumpe sich zwischen diesen Teilen ein Druck aufbaut, der die axiale Führung des Rotationskörpers übernimmt. Der Druck erhöht sich, sobald der Abstand geringer wird, so daß- eine exakte Führung entsprechend den Kräfteverhältnissen erfolgt. Durch die Rotation der Flügel und des Rotationskörpers in Ver-

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bindung alt den Spiralrillen wird ein öl- und Luftgeaieoh entlang der Scheiben nach außen gepumpt und gelangt auch zwischen die Schieber 10 und den Zylinder 4, so daß ein sicherer Betrieb und eine hinreichend lange Standzeit der Pumpe gewährleistet ist.

Bs sei darauf hingewiesen» daß sich die Merk·* male der Erfindung auch auf andere Pumpen entsprechend anwenden lassen.

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Claims

Klöckner-HumbokÄ-Deutz AG Ao VmVQ ld» _ λο c *λπ#

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Patentansprüche

Verdrängerpumpe, insbesondere Flügelzellenpumpe für sehr hohe Drehzahlen, zum Verdichten von gasförmigen Medien mit einem in einem Gehäuse gelagerten Rotationskörper, in dem Schieber radial beweglich geführt sind, die sich an einer Gehäuseinnenwand abstutzen, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) die Lager des Rotationskörpers (5) sind radial führende Loslager mit ölschmierung (17· 18)

b) auf beiden Seiten des Rotationskörpers (5) sind mit Spiralrillen (9) versehene feststehende Scheiben (8) angeordnet, die die Stirnflächen des Rotationskörpers (5) bzw. der Schieber (10) axial führen,

c) die Schieber (10) und das Gehäuse (1) bzw. ein in das Gehäuse eingesetzter Zylinder (4) sind aus Stahl hergestellt, wobei die Gehäuse- bzw. ZylinderinnBHwand eine geeignete Oberflächenbehandlung aufweist.

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2. Verdrängerpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» daß die Gehäuse» bzw. Zylinderinnerwand stromlos vernickelt ist.
3* Verdrängerpumpe nach einen der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Scheiben (8) bis zur Gehäuse- bzw. Zylinderinnenwand erstrecken und zusammen mit den Rotationskörper-Lagerzapfen einen inneren Ringspalt bilden.
4. Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3» bei der das Gehäuse aus einer Leichtmetalllegierung hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Loslager Zylinderrollenlager (6) sind, deren Lageraußenringe über Büchsen (7) im Gehäuse (1) angeordnet sind, wobei die Büchsen (7) einstückig mit den Scheiben (β) ausgeführt sind.

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