DE2541266C3 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Flügelzellenpumpe mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1. 'ft

Bei für hohe Drehzahlen ausgelegten Flügelzellenpumpen ist ein vollständiges Füllen der Zellen im Einströmbereich nicht ohne weiteres möglich. Zur Verbesserung des Füllungsgrades wurden bereits zusätzliche Pumpmechanismen entwickelt, um den ^Wl Eingangsdruck des der Pumpe zugeführten Mediums zu erhöhen. Bei anderen Pumpenausführungen wurde eine öffnung in dem den Rotor umgebenden, die Flügelbewegungen steuernden Hubring vorgesehen, was jedoch zu einem vergrößerten Kontaktdruck zwischen der <>"· Flügelkante und der Hubringfläche führte.

Weiterhin ist eine Flügelzellenpumpe der eingangs genannten Art bekannt (DE-AS 12 36 941), bei der sich ein zentraler Ansaugfcanal in der Rotorwelle in eine der Flügelzahl entsprechende Anzahl von Radialkanälen verzweigt, die jeweils am Rotormantel ausmünden und über die die Füllung der einzelnen Zellen erfolgt An der Druckseite der Flügel sind ferner sich über die gesamte Länge der Rotorschlitze erstreckende, in etwa radial gerichtete Kanäle vorgesehen, die mit axialen Druckkanälen verbunden sind. Diese axialen Druckkanäle münden in einen Ringkanal im festen Pumpengehäuse, der mit einem Abzugsstutzen verbunden ist Durch die Anordnung der Ringkanäle an der Druckseite ist es bei dieser bekannten Pumpe zwingend notwendig, daß die Pumpenflügel selbst eine zusätzliche Steuerfunktion übernehmen und daß eine genau aufeinander abgestimmte Anzahl an Kurvenbahnen im Hubring einer bestimmten Anzahl vor Flügeln gegenübersteht, wobei die zylindrischen Verbindungsabschnitte zwischen den Kurventeilen im Hubring dichtend am Rotormantel anliegen müssen. Dies erfordert jedoch höchste Genauigkeiten bei der Herstellung der Pumpeneinzelteile und damit einen relativ hohen technischen Aufwand.

Bei einer anderen bekannten Flügelzellenpumpe (US-PS 33 04 879) erfolgt die Fluidzufuhr ebenfalls durch die Rotorwelle, wobei innerhalb der Schaufeln radiale Abströmkanäle vorgesehen sind, die über Stichkanäle in der Rotorwelle mit dem axialen Zufuhrkanal in Strömungsverbindung stehen. Die Abfuhr des Druckmittels erfolgt über radial außerhalb der Zellen verlaufende Axialkanäle. Zwar werden bei dieser bekannten Pumpe die Fliehkraftwirkungen der Rotordrehung zum Füllen und Abfördern des Druckmittels ausgenutzt, es fehlen jedoch zusätzliche Füllkanäle neben dem Verteilersystem im Ansaugbereich, so daß auch bei dieser Ausführung optimale Füllungsgrade bei hohen Drehzahlen nicht gewährleistet sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer hochtourig umlaufenden Flügelzellenpumpe der angegebenen Gattung auf vergleichsweise einfache thermische Weise ein vollständiges Füllen der Zeilen im Pumpeneinlaufbereich auch bei höchsten Betriebsdrehzahlen sicherzustellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale von Patentanspruch 1 gelöst.

Durch die Verwendung mindestens eines Verteilers in einer der Rotorstirnwände, die Anordnung der radial äußeren Füllöffnung im Verteiler, die direkt in die Füllkammern münden, sowie vor weiteren Füllöffnungen in den radial mittleren Zonen, die innerhalb bestimmter Winkelbereiche des Rotors mit den entsprechenden Füllkanälen im Rotor verbunden sind, wird erfindungsgemäß erreicht, daß zusätzliche Fluidmengen in die jeweiligen Zellen unter der Wirkung vor Zentrifugalkräften einströmen können.

Die Unteransprüche beziehen sich auf zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigt

F i g, 1 einen Schnitt quer zur Drehachse, des Rotors durch die Flügelzellenpumpe längs der Schnittlinie 1-1 in Fig. 2;

Fi g. 2 einen vergrößerten Ausschnitt längs der Linie 2-2 in F i g. 1;

Fig.3 eine graphische Darstellung der verbesserten Füllwirkung der Pumpe.

Die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Flügelradpumpe

enthält ein Gehäuse 10, in dessen von einem Hubring 11 begrenzter Innenkammer ein Rotor 12 auf einer Antriebswelle 15 befestigt ist Bei dieser Pumpenausführung erfolgen jeweils zwei Pumpzyklen bei jeder Rotorumdrehung. In Schlitzen des Rotors 12 sind eine Vielzahl von Rügein 20 radial beweglich gehalten, von denen in F i g. 1 die Flügel 20a und 206 sich in dsm einen Einlaß- bzw. Ansaugbereich und die Flügel 20c und 2Od in dem entsprechenden Auslaß- bzw. Abförderbereich befinden. Die Flügel 2Oe und 20/stehen in dem zweiten Ansaug- und die Flügel 20g und 2OA in einem zweiten Abforderbereich. Der Rotor weist zusätzlich zu dem umgebenden Hubring 11 ein Paar neben seinen beiden Seitenflächen angeordnete Durchströmplatten 25, 26 auf, von denen die Platte 25 sich an einem Teil des Gehäuses 10 abstützt Die Platte 26 wird gegen den Rotor 12 durch einen druckbeaufschlagten Kolben 27 angedrückt und hält die Einzelteile zusammen, wobei der Kolben 27 mit einem Fluid unter dem Abführdruck in einem Raum 28 beaufschlagt wird.

Die Platten 25 und 26 enthalten Durchströmöffnungen in den beiden Zuströmbereichen und bogenförmige Einlaßöffnungen 30 und 31, (Fig. 1). £>ie Zellen zwischen den Rügein, und insbesondere die den Rügein 20a und 206 folgenden Zellen werden bei einer Drehbewegung des Rotors in Richtung des Pfeiles 32 gefüllt In den Durchströmplatten 25 und 26 sind ferner bogenförmig ausgeführte Abströmöffnungen in den Druckbereichen in Form von Kanälen 35 und 36 vorgesehen, die zu den Auslässen 37 und 38 führen.

Die Pumpe besitzt ferner durch Teile der Rotorschlitze an den inneren Enden der Flügel gebildete Pumpenkammern. Die Durchströmplatte 25 weist ein Paar relativ kurzer Einströmkanäle 40 und 41 in den mit den Schlitzen unterhalb der Flügel kommunizierenden Einströmbereichen zur Zuführung des Ruides sowie ein Paar längerer bogenförmiger Auslaßkanäle 42 und 43 in den Druckbereich zur Aufnahme des Ruides unter Druck auf, wenn sich die Rügel 20 in den Schlitzen bei einer Drehbewegung des Rotors unter der Wirkung des Hubringes Il hineinbewegen.

Die erfindungsgemäß angestrebte vollständige Füllung wird durch eine Vergrößerung der gesamten Strömungsbahn zum Zuführen des Fluides zu den Zellen und speziell durch Vorsehen einer Strömungsbahn zusätzlich zu den gebogenen Einlassen 30 und 31 in den Durchströmplatten 25 und 26 erreicht. Der Rotor X? weist eine Serie von Durchströmkanälen 50 auf, die ihn in seiner gesamten Länge vor einer Seite zur anderen durchsetzen und von denen jeweils ein Kanal jeder Zelle zwischen aufeinanderfolgenden Flügeln zugeordnet ist. Wie in F i g. 1 und 2 gezeigt, öffnet sich der Kanal 50 an seiner einen Seite in einen Flügelhalteschlitz und zusätzlich zwischen seinen Enden radiaJ in den zwischen aufeinanderfolgerden Flügeln durch eine Ausnehmung im Rotor gebildeten Raum und besitzt eine Rückwand 51 sowie Seitenwände 51a und 516. Die gegenüberliegenden, zu den beiden Seitenflächen des Rotors offenen Enden des Kanals 50 kommunizieren mit einer ersten Serie von bogenförmigen Durchströmöffnungen 55 in den Platten 23 und 26 im Ansaugbereich und mir. einer

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zweiten Serie von öffnungen 57 im anderen Ansaugbereich.

Die Eiilaßöffnungen 30 und 31, die in herkömmlicher Weise die Zellenräume zwischen aufeinanderfolgenden Flügeln beliefern und ebenso die zusätzlichen, sich an den Seitenflächen des Rotors 12 erstreckenden Öffnungen 55 und 57 werden mit dem zulaufenden Fluid durch Zuströmkanäle im Pumpengehäuse 10 beaufschlagt Ein in Fig.2 dargestellter Gehäusekanal 60 führt Fluid zu dem Einlaß 40 unter dem Flügel. Eine Kammer 61 für die Durchströmplatte 26 ist mit einem — nicht dargestellten — Gehäusekanal verbunden.

Wie in F i g. 1 gezeigt, sind die Einlaßöffnungen 30 und 31 gebogen und radial außerhalb der zusätzlichen Einlaßöffnungen 55 und 57 angeordnet, wobei die letzteren eine wesentlich größere Bogenlänge aufweisen. Alle diese öffnungen liegen in Kreisen um die Drehachse des Rotors 15.

Die zusätzlichen Einlaßöffnungen 55 und 57 erlauben eine Füllung einer Zelle von dem Zeitpunkt ab, bei dem die Zelle den einem Abfördc.vvereich folgenden Kreuzungspunkt verläßt bis zu dem Crt, wo die Zelle den Druckbereich wieder erreicht Der Kanal 50 in Fig. 1 hinter dem Flügel 20a ist mit dem zusätzlichen Strömungskanal 55 unmittelbar vor dem Zeitpunkt in Verbindung, bei welchem die Zelle mit der Einlaßöffnung 30 in Verbindung tritt Die Zelle hinter dem Flügel 20c ist noch mit den beiden Einlaßöffnungen 30 und 55 verbunden. Die Verbindung mit der Einlaßöffnung 55 wird kurz nach Beendigung der Verbindung mit der Einlaßöffnung 30 abgebrochen. Diese Wirkung ist in F i g. 3 graphisch dargestellt bei welcher die Linien 70 und 71 den Zuströmbereich zu den Zellen zwischen den Flügeln gegenüber der Drehbewegung des Rotors bei herkömmlicher Einlaßöffnung 30 und Auslaßöffnung 35 kennzeichnen. Die Linie 72 umschließt einen schraffiert gezeichneten Einlaßbereich für jede der zusätzlichen Einlaßöffnungen 55 und 57 und die Linie 73 gibt den Gesamt-Zufühningsbereich an und kennzeichnet damit die Gesamt-Strömungsbahn, die sich auf der Kombination der Füllung durch entweder die öffnungen 30 und 31 ebenso wie durch eine der zusätzlichen öffnungen 55 und 57 ergibt. Die in der graphischen Darstellung nach Fig.3 angezeigten Werte dienen lediglich der Illustration und haben keine die Erfindung begrenzende Bedeutung.

Ein verbesserter Betrieb kann durch eines oder mehrere der folgenden Merkmale erreicht werden: Die Kanäle 50 in dem Pumpenrotor können mit den Fluideinlaßoffnungen 55 und 57 im Einlaßbereich länger als die gebräuchliche Füllzeit durch die Einlaßkanäle 30 und 31 verbunden werden; die Kanäle 50 vergrößern den Einlaßbereich und damit die Gesamt-Strömungshahi:, in der Fluid zu den Zellen strömen kann; die Strömung durch die Kanäle 50 ist zentral zu den Räumen zwischen den Flügeln gerichtet, während die Fluidzufuhr durch die Einlaßöffnungen 30 und 31 an den Enden dieser Räume erfolgt; und die radiale Zufuhr durch die Kanäle 50 läßt Zentrifugalkräfte zur Wirkung kommen, die auf das Fluid in Richtung auf den äußeren Hubring 11 einwirken.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Flügelzellenpumpe mit einem im Pumpengehäuse aufgenommenen Rotor, in dessen Radialschlitzen je ein Flügel frei verschiebbar gehalten ist, mit einem dem Rotor umgebenden Hubring und mit je einem an der Niederdruckseite jedes Flügels im Rotor angeordneten Füllkanal, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einer Stirnseite des Rotors (12) ein Verteiler (25; 26) mit im Einlaßbereich axial direkt in die Zellen mündenden Füllöffnungen (30,31) und mit Drucköffnungen (35, 36) zum Abfördern der Flüssigkeit angeordnet ist, daß jeder im Rotor (12) unter einem radialen Abstand zur Drehachse angeordnete Füllkanal (50) mit der ihm zugeordneten Zelle und im Einströmbereich mit einer zusätzlichen Verteileröffnung (55) im Verteiler (25; 26) verbunden ist

2. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (50) jeweils eine Öffnung (Sl) in die Zelle aufweist, die zwischen den Seitenflächen des Rotors zum zentralen Füllen der Zelle angeordnet ist

3. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kanal (60) durch die gesamte Breite des Rotors hindurchgeführt und an den beiden Rotorseitenflächep offen ist

4. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Einlaßöffnungen zu einem der Kanäle vor der Verbindung dieser öffnungen mit einer Zelle offen sind.

5. Flügel; 'lienpumpe nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet daß die Ein'ißöffnungen (30, 31) sowie die zusätzlichen Einlasse (50, 55) einen auf Kreisen angeordneten bogenförmigen Teil mit einer J5 gemeinsamen Achse haben, wobei die Einlaßöffnungen (30, 31) radial außerhalb der zusätzlichen Einlasse (50, 55) liegen und letztere eine größere Bogenlänge zur Erhöhung der Füllzeit aufweisen.

6. Flügelzellenpumpe nach Anspruch I, dadurch w gekennzeichnet, daß jeder im Rotor (12) axial angeordnete Füllkanal (50) über einen miuig im Rotor angeordneten radialen Zweigkanal (51) mit der ihm zugeordneten Zelle verbunden ist.

7. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder im Rotor (12) axial angeordnete Füllkanal (50) in Umfangsrichtiing in einen Rotorschlitz an der Niederdruckseite eines Flügels (20) mündet.

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