DE2531491A1 - Fluegelzellenmaschine - Google Patents

Description

2.5.1975 Wd/Ht

Anlage zur

Patent- und

Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, 7 S t u t tg ar t

Flügelzellenmaschine

Die Erfindung betrifft eine Flügelzellenmaschine (Pumpe oder Motor) mit in einander genau gegenüberliegenden, radial verlaufenden und geraden Zahl von Schlitzen eines Rotors gleitend angeordneten Flügeln, deren aus dem Rotor ragende Enden an einer Hubkurve gleiten, die zwei symmetrisch gestaltete und einander diametral gegenüberliegende Saug- und Druckräume umhüllt und bei der auf jeden Flügel eine nach außen gerichtete Federkraft wirkt und an jedem inneren Ende des Flügels mindestens ein Kölbchen anliegt, das in einer radial verlaufenden und in den Schlitz mündenden Bohrung des Rotors dicht gleitend angeordnet ist.

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Bei einer bekannten Pumpe ist die Unterseite dieses Kölbchens in dem Bereich, in dem der Flügel durch die Hochdruckzone läuft, von Förderdruck beaufschlagt. Das hat den Zweck, den Flüpel an die -Hubkurve zu drücken. Damit die Überschußkraft nicht zu groi?, wird, besitzt der Flügel an seiner an der Hubkurve gleitenden Fläche eine Abschrägung, wodurch eine Gegenkraft erzeugt wird, die etwas geringer ist als die vom Kölbchen ausgeübte Kraft. Eine derartige Pumpe hat aber den Nachteil, daß ihre Drehrichtung nicht umkehrbar ist (reversierbar), da hierbei die Außenbeaufschlagung des Flügels entfällt und dieser im Hochdruckbereich mit viel zu großer Kraft an die Hubkurve angepreßt würde.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Flügelzellenmaschine der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die reversierbar ist und deren Flügel nie mit übermäßiger Kraft an die Hubkurve angedrückt werden.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die das Kölb chen aufnehmende Bohrung in einen im Zentrum des Rotors ausgebil deten Raum mündet, der über ein Rückschlagventil mit der Niederdruckseite der Maschine verbunden ist.

Auf diese Weise wird folgendes erreicht: In dem Raum und in den in diesen mündenden, die Kölbchen aufnehmenden Bohrungen ist in jeder Stellung des Rotors dieselbe Druckmittelmenge eingeschlossen. Bewegt sich ein Flügel nach innen, so bewegt sich ein anderer um genau dasselbe Maß nach außen. Sollte es vorkommen, daß einmal ein Flügel im Schlitz aufgrund von Verschmutzung oder anderen Ursachen hängen bleibt, so kann sich in dem genannten Paum kurzzeitig Druck aufbauen, welcher bewirkt, daß der Flügel infolge der Inkompressibilität der Flüssigkeit gar nicht von der Hubkurve abgehoben wird. Dadurch wird das Betriebsverhalten der Maschine besonders sicher.

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Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben. Diese zeigt in

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Flügelpumpe längs I-I nach Fig. 2;

Fig. 2 einen Querschnitt längs II-II nach Fig. 1.

Die Flügelzellenpuinpe besitzt ein Gehäusemittelteil 10, das beidseitig durch Deckel 11, 12 verschlossen ist. Diese drei Teile sind durch Schrauben und Muttern 13 bzvr. I¹J zusammengehalten. Im Gehäusemittelteil ist eine durchgehende Ausnehmung 15 ausgebildet, die aus zwei einander diametral gegenüberliegenden konzentrischen Kreisbögen l6, 17 besteht, die in einer senkrecht zu ihrer Längsachse verlaufenden Ebene Einschnürungen 18, 19 aufweisen. Der Übergang voir. konzentrischen Bogen zur Einschnürung erfolgt durch jeweils einen gleich ausgebildeten, kurvenförmigen Übergangsbereich 20 bis 23.

In dieser Ausnehmung ist ein zylindrischer Rotor 2h angeordnet, dessen Durchmesser so groß ist, daß er genau zwischen die Einschnürungen 18, 19 paßt. Auf diese Weise entstehen zwischen dem Rotor 2.¹* und den konzentrischen Bögen 16, 17 etwa sichelförmige Räume 25 26, die jeweils einen Saug- und einen Druckraum bilden. Daraus ist zu erkennen, daß die Maschine zweiflutig ausgebildet und damit druckausgeglichen ist. Der Rotor 24 hat einen Fortsatz 2 if'κ it dem er in einem Fortsatz 26 des Deckels 12 gelagert ist. Am Fortsatz 25 ist eine mit Kerbverzahnung versehene -Bohrung 27 ausgebildet, in welche eine Triebwelle 28 ragt.

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Im Rotor 24 sind in genau gleichmäßiger. Abständen sechs genau radial verlaufende Schlitze 29 bis 34 ausgebildet, und in jedem Schlitz ist ein Flügel 35 dicht gleitend geführt. Da diese Flügel alle gleich ausgebildet sind, sind sie alle mit derselben Ziffer bezeichnet. Diese Flügel gleiten mit ihren Aussenkanten an der Gehäuseausnehmung 15· Der Flügel 35 ist rechteckig ausgebildet und besitzt an seiner innen liegenden Seite eine rechteckige Ausnehmung 36, deren Breite etwa der Hälfte der Flügelbreite entspricht. Hierdurch ist eine parallel zur Außenfläche verlaufende Kante 37 gebildet, an der sich zwei Kölbchen 38, 39 unter anderem durch die Kraft von Federn 40, Jj 1 abstützen. Die Kölbchen 38, 39 sind in Bohrungen 42, 43 dicht gleitend geführt, die achsgleich zu den Flügeln verlaufen, von den die Flügel aufnehmende Schlitze ausgehen und in eine Sackbohrung 44 münden, welche irn Rotor in dessen Längsachse verlaufend, ausgebildet ist und von der Rotorseite ausgeht, die dem Fortsatz 25 gegenüberliegt. Von jedem der Schlitze 29 bis 34 gehen zwei solcher Bohrungen aus und münden in die Sackbohrung 44. Diese Bohrungen, in denen jeweils den Kölbchen 42, 43 entsprechende, nicht weiter bezeichnete Kölbchen dicht gleitend geführt sind_s sind ebenfalls nicht im einzelnen bezeichnet, da sie und ihre Anordnung an jedem Schlitz dieselbe ist. Dasselbe gilt für die Federn, welche um die Kölbchen herum angeordnet sind. In jedem Flügel ist noch eine Längsbohrung 45 ausgebildet, welche von der Flügelkante 36 ausgeht und bis zu seiner Außenseite verläuft. Diese Bohrungen dienen zum Zu- bzw. Abführen von Druckmittel auf die Innenseite, um Druckausgleich am Flügel zu erreichen.

Am offenen Ende der Sackbohrung 44 ist ein Rückschlagventil 46 angeordnet. Dieses besteht aus einem Ventilsitz'teil 47, welches in die Sackbohrung 44 eingeschraubt ist und eine durchgehende Bohrung 48 mit Ventilsitz 49 enthält, auf dem sich durch die Kraft einer Feder 50 ein kugelförmiges Schließglied 51 abstützt. Die Öffnungsrichtung des Rückschlagventils ist in Richtung zum inneren Ende der Bohrung 44 hin.

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Die Sackbohrung 44 steht über das geöffnete Rückschlagventil mit einer im Deckel 11 ausgebildeter zylindrischen Ausnehmung 52 in Verbindung, von der ein Kanal 53 zu einem drucklosen Raum führt. Da die Drehrichtung der Pumpe umkehrbar ist, kennen Saug- und Druckseite wechseln.

Die Funktion einer Flügelzellenpumpe ist bekannt, so daß hier nur auf die Besonderheiten dieser Pumpe eingegangen ist. Die Sackbohrung 44 und die in sie mündenden, die Kölbchen aufnehmenden Bohrungen 42, 43 sind ii.it Druckmittel gefüllt, dessen Druck dem Druck in der Niederdruckbchrung 54 und damit dem atmosphärischen Druck entspricht. Dreht sich der Rotor im Uhrzeigersinn und gelangt einer der Flügel 35 in den radial nach innen verlaufenden Übergangsbereich 21 bzvj. 23, so wird er nach innen geschoben, während gleichzeitig der neben ihm, in der Einschnürung 18 liegende Flügel um genau den selben Betrag am Übergsngsbereich 22 nach außen geschoben wird. Dasselbe geschieht mit den gegenüberliegenden Flügeln, während sich die iir. Bereich der konzentrischen Bögen 16, 18 bewegenden Flügeln keine Radialbewegung ausführen. Dadurch bleibt das Flüssigkeitsvolumen in der Sackbohrung 44 und den in diese mündenden Bohrungen 42, 43 stets konstant. Die Flügel v/erden durch auf die Kölbchen 38, 39 ausgeübte Flüssigkeitskraft,durch die Kraft der schwachen Federn 40, 4l und eventuell noch durch Fliehkraft nach außen gedruckt. Sollte es einmal vorkommen, daß ein Flügel im Schlitz klemmt, z. B. infolge Verschmutzen oder Verkantung, so baut sich infolge der Inkompressibilität der in der Sackbohrung 44 enthaltenen Flüssigkeit sofort ein so großer Druck auf, daß der Flügel gar nicht von der Hubkurve abgehoben wird. Ein solcher Druck entsteht nur momentan, bis das Hindernis wieder beseitigt ist. Dadurch üben die Flügel höchst selten einmal eine größere Reibungskraft auf die Hubkurve aus. Dadurch, daß sich die Flügel nie von der Hubkurve abheben können, wird die Betriebssicherheit der Pumpe wesentlich erhöht.

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Sollte es vorkommen, daß durch Leckverluste Druckmittel aus der Sackbohrung 4^ entweicht, so entsteht dort aufgrund der Federn ¹IO, 43 beim Stillstand des Rotors ein Unterdruck, worauf sofort über das Rückschlagventil 46 Druckmittel aus der Ausnehmung 52 in die Sackbohrung einströmen kann.

Eine derartige Maschine hat den Vorteil, daß die Flügel nur klei ne Reibungskräfte auf die Hubkurve ausüben und daß sie für beide Drehrichtungen gleich gut geeignet ist. Die Maschine kann selbst verständlich auch als Motor arbeiten.

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Claims (4)

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   Ansprüche

   l.j Flügelzellenmaschine (Pumpe oder Motor) mit in einander genau gegenüberliegenden, radial verlaufenden und geraden Zahl von Schlitzen eines Rotors gleitend angeordneten Flügeln, deren aus dem Rotor ragende Enden an einer Hubkurve gleiten, die zwei symmetrisch gestaltete und einander diametral gegenüberliegende Saug- und Druckräume umhüllt und bei der auf jeden . Flügel eine nach außen gerichtete Federkraft wirkt und an jedem inneren Ende des Flügels mindestens ein Kölbchen anliegt, das in einer radial verlaufenden und in den Schlitz mündenden Bohrung des Rotors dicht gleitend angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die das Kölbchen (38, 39) aufnehmende Bohrung (^2, '43) in einen im Zentrum des Rotors (2*1) ausgebildeten Raum (44) mündet, der über ein Rückschlagventil (46) mit der Miederdruckseite der Maschine verbunden ist.
2. 2. Maschine nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, daß jeder Flügel (35) an seiner innenliegenden Seite eine etwa rechteckförmige Ausnehmung (36) aufweist, an der zwei Kölbchen (38, 39) anliegen, welche in den Raum (44) ragen.
3. 3. Maschine nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Kölbchen eine Feder (40, 4l) angeordnet ist, die auf den Flügel eine radial nach außen übende Kraft auswirkt.
4. 4. i'iaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (44) eine zentrisch im Rotor .(24) angeordne-

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   te Sackbohrung ist, in welche die die Kölbchen (38, 39) aufnehmenden Bohrungen (42, 43) münden, daß am offenen Ende des Raums (44) ein federbelastetes Rückschlagventil (46) angeordnet ist, dessen Schließglied (51) sich zum Inneren des Raums hin öffnet, und daß der Raum über das Rückschlagventil mit einer Ausnehmung (42) am Ende des Rotors in Verbindung steht, welche Ausnehmung mit der Niederdruckseite (54) der Maschine verbunden ist.

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