DE2616262A1

DE2616262A1 - Fluegel-rotationspumpe oder -kompressor

Info

Publication number: DE2616262A1
Application number: DE19762616262
Authority: DE
Inventors: Toshiyuki Maeda; Tadashi Saitou; Toshimitsu Sakai; Hiroshi Sakamaki
Original assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 1975-06-24
Filing date: 1976-04-13
Publication date: 1976-12-30
Also published as: GB1537522A; JPS522507U

Description

BLUMBACH · WESER · BERGEN · KRAMER ZWIRNER · HIRSCH

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN

Postadresse München: Patentconsult 8 München 60 Radeckestraße 43 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05 212313 Postadresse Wiesbaden: Patentconsult 62 Wiesbaden Sonnenberger Straße 43 Telefon (06121) 562943/561998 Telex 04-136237

Nippon Pisten King Xabushiki K. 76/8706

Chiyoda-ku, Tokyo-to, Japan
Toyota Jidosüa Xogyo Kabushiki Ii.
ioyota-shi, Aichi-ken, Japan

Flügel-Rotationspumpe oder -kompressor

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flügel-Rotationspumpe oder -kompressor mit einem Statorgehäuse mit zylindrischer innerer "Wandung sowie mit Wand- oder Deckelkonstruktionen zur Bildung eines Pumpenraumes in dem Statorgehäuse, mit einem exzentrisch im Purapenraum gelagerten Rotor und mit einer Anzahl von Flügeln, die in dem Rotorkörper eingepasst sind.

Bei diesen Flügel-Rotationspumpen nimmt der jeweilige Flügel einen bestimmten ¥inkel zu der radialen Ebene ein, die durch den Flügel und den Rotormittelpunkt geht. Ferner werden die Flügel an ihren äußeren Enden in Reibkontakt mit der inneren zylindrischen Wandung des Statorgehäuses geführt und bilden Saug-, Druck- und Förderkammern, wobei die Flügel zur Abdichtung der Kammern voneinander dienen. Es wird deshalb vorgezogen, daß das äußerste Ende der Flügel eine gekrümmte Gleitfläche entsprechend der inneren Wandung des Statorgehäuses aufweist. Die Bildung der gekrümmten Gleitfläche

München: Kramer · Dr. Weser · Hirscii — Wiesbaden: Blumbach · Dr. Bergen · Zwirner

609853/0246

ist aber schwierig herzustellen und verursacht hohe Produktionskosten. Gewöhnlich wird dieses Problem dadurch gelöst, daß das Gleitende des Flügels abgerundet wird. Das Ergebnis ist jedoch nicht zufriedenstellend, da die anfängliche Passung des Flügels mit der Innenwandung des Statorgehäuses eher schlecht ist und die Abdichtfunktion nicht befriedigend ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Flügel-Rotationspumpe oder -kompressor zu schaffen, wobei eine gute anfängliche Passung des Flügels an die Innen-

und
wandung des Statorgehäuses gute Abdichtwirkungen durch die Flügel erzielt werden.

Die gestellte Aufgabe wird aufgrund der Maßnahmen des Hauptanspruches gelöst.

Bei der neuen verbesserten Flügel-Rotationspumpe wird der anfängliche Abrieb des äußersten Flügelendes in kurzer Zeit beendigt und die Flügelspitze erreicht rasch den Zustand konstanten Abriebes, wobei eine gute Abdichtwirkung erzielt wird.

Weitere Vorteile und Maßnahmen der Erfindung werden bei einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung erläutert. Dabei zeigt:

609853/0246

Fig. 1 eine Flügel-Rotationspumpe bei entferntem Seitendeckel mit exzentrisch gelagertem Rotor innerhalb eines zylindrischen Pumpenraumes und mit einer Mehrzahl von Flügeln,die in den Rotorkörper eingepasst sind;

Fig. 2 die Seitenfläche des Rotors nach Fig. 1; Fig. 3 das Profil eines üblichen Flügels; Fig. 4 das Profil des neuen Flügels gemäß Erfindung; und

Fig. 5 den Einbauzustand des neuen verbesserten Flügels nach Fig. 4.

In Fig. 1 ist eine Flügel-Rotationspumpe dargestellt, welche ein Statorgehäuse 1 mit einer zylindrischen inneren Wandung 1a und zwei Endköpfen oder Deckel 2 aufweist, die auf den sich gegenüberliegenden Seiten des Statorgehäuses 1 luftdicht befestigt sind und einen zylindrischen Pumpenraum 3 einschließen. Innerhalb des Pumpenraumes 3 ist exzentrisch zu diesem eine Antriebswelle 5 gelagert und ein Rotor 4 ist an der Antriebswelle 5 befestigt. Der Rotor 4 weist eine Mehrzahl von Schlitzen 6 auf, die jeweils einen üblichen Flügel 7 in Gleitführung aufnehmen, die sich infolge der Zentrifugalkraft radial nach außen zum Rotor 4 bewegen. Während der Drehung der Pumpe werden die Flügel 7 mit ihren äußersten Enden oder Spitzen an der inneren Wand 1a des Statorgehäuses 1 geführt, wobei eine Reibkraft auftritt und zwischen den Teilen Saug-, Druck- und Förderkammern gebildet werden, so daß ein Strömungsmittel

609853/02

in diese Saugkammer durch einen Einlaß 8 angesaugt, dann in der Druckkammer komprimiert und nachfolgend aus der Förderkammer durch den Auslaß 9 entlassen wird.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, nimmt jeder Rotorschlitz 6 einen Winkel θ zu einer radialen Ebene 10 ein, die durch die Mittellinie des Rotors 4 und eine axiale Linie 11 in Breitenmitte des Schlitzbodens 6 gebildet wird. Der Winkel θ erstreckt sich in Richtung entgegengesetzt zur Drehrichtung des Rotors 4. Fig. 3 stellt einen üblichen Flügel 7 dar, dessen äußerstes Ende oder Spitze 7a entsprechend einer abgerundeten Gleitfläche zum Reibkontakt mit der inneren Wandung 1a des Statorgehäuses 1 ausgebildet ist. Bei einer Flügel-Rotationspumpe mit diesen konventionellen Flügeln 7 tritt der Nachteil auf, daß die ursprüngliche Passung der Flügel 7 gegen die innere Wandung 7a des Statorgehäuses 1 schlecht ist und der volumetrische Wirkungsgrad der Pumpe wegen des linearen Kontaktes gering ist, der zwischen der Spitze 7a und des Flügels 7 und der inneren Wandung 1a des Statorgehäuses 1 erhalten werden kann.

Fig. 4 stellt einen verbesserten Flügel 12 gemäß Erfindung dar. Dieser verbesserte Flügel 12 weist ein äußerstes Ende oder Spitze mit einer ebenen Oberfläche 12a und eine Schrägfläche 12b auf, so daß die Spitze des Flügels 12 im wesent-

609853/0246

lichen mit den kontinuierlich abwechselnden, sich jedoch ein wenig unterscheidenden Segmenten oder Abschnitten der zylindrischen inneren Wandung 1a des Statorgehäuses übereinstimmt, (wegen der Exzentrizität des Rotors ändert sich der Anstellwinkel der Flügel an der Innenwand des Statorgehäuses ein wenig). Die ebene Fläche 12a steht im rechten Winkel zur rückwärtigen Seite 12c des Flügels und liegt benachbart der rückwärtigen Seite des Flügels 12, wenn der Flügel 12 in den Schlitz des Rotors 6 eingefügt ist, wie sich aus Fig. 5 ergibt. Unter der Annahme, daß die Dicke 1 des Flügels 12 3 bis 5 mm beträgt, sollte die Breite I^ der ebenen Fläche

"5 5

12a im Bereich von -τττ mm bis ^ mm liegen. Praktisch ergibt die ebene Fläche 12a des Flügels 12 einen Seiten- oder Flächenkontakt zwischen dem äußersten Ende des Flügels 12 und der Innenwandung des Statorgehäuses 1, so daß die Abdichtwirkung des Flügels 12 vei"bessert wird. Die Dicke des Flügels 12 sei allgemein mit dem Buchstaben 1 bezeichnet. Wenn angenommen wird, daß die Breite I^ der ebenen Oberfläche 12a kleiner als 1/10 ist, kann ein guter Abdichtkontakt infolge ungenügenden Kontaktes der ebenen Fläche 12a mit der Innenwandung des Statorgehäuses 1 nicht erzielt werden, und wenn die Breite I^ größer als 1/2 ist, wird die anfängliche Passung des Flügels 12 an der Innenwandung des Statorgehäuses 1 schlechter als bei einem konventionellen Flügel gemäß Fig. 2.

609 8 53/02 46

Venn der Flügel 12 in den Schlitz 6 des Rotors 4 eingefügt wird, ist die Schrägflache 12b auf der Vorderseite des Flügels 12 angeordnet und erstreckt sich vom Vorderende der ebenen Oberfläche 12a in Drehrichtung des Rotors 4. Der Verjüngungswinkel Q^ der Schrägfläche 12b zur ebenen Fläche 12a wird in einem Bereich des Schlitzwinkels 0+5° bis 10° aus folgenden Gründen bestimmt. Wenn der Verjüngungswinkel O^ kleiner als θ + 5 oder größer als 9+10° ist, wird die ursprüngliche Passung des Flügels 12 zur Innenwandung 1a des Statorgehäuses 1 schlecht.

Aufgrund der beschriebenen Maßnahmen kann eine verbesserte F^ügelrotationspumpe mit dem verbesserten Flügel 12 geschaffen werden, es kann eine gute Erstpassung des Flügels mit der Innenwandung 1a des Statorgehäuses 1 leicht erzielt werden und der Flügel 12 kann rasch seinen Zustand des konstanten Abriebes erreichen, wenn die ebene Oberfläche 12a ein Krümmungsverhältnis einnimmt, welches im wesentlichen dem der Innenwandung des Statorgehäuses entspricht, wobei eine ausgezeichnete Abdichtung erzielt wird.

609853/0246

Claims

BLUMBACH · WESER · BERGEN · KRAMER ZWIRNER · HIRSCH

PATENTANWÄLTE IN MÖNCHEN UND WIESBADEN

Postadresse München: Patentconsult 8 München 60 Radeckestraße 43 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212313 Postadresse Wiesbaden: Patentconsult 62 Wiesbaden Sonnenberger Straße 43 Telefon (06121) 562943/561998 Telex 04-186237

Nippon Piston Ring Kabushiki K. 76/8706

Chiyoda-ku, Tokyo-to, Japan
Toyota Jidosha Kogyo Kabushiki K.
Toyota-shi, Aichi-ken, Japan

Pate nt ansprüche

Flügel-Rotationspumpe oder -kompressor mit einem Statorgehäuse mit zylindrischer innerer Wandung sowie mit ¥and- oder Deckelkonstruktionen zur Bildung eines Pumpenraumes in dem Statorgehäuse, mit einem exzentrisch im Pumpenraum gelagerten Rotor und

mit einer Mehrzahl von Flügeln, die in dem Rotorkörper eingepasst sind,

dadurch gekennzeichnet, daß jeder Flügel (12),einen Winkel (Θ) zu der durch die Mittellinie des Rotors hindurchgehenden radialen Ebene einschließt, und zwar entgegengesetzt zur Drehrichtung des Rotors,

daß das jeweilige äußerst'? Ende des Flügels (12) mit einer ebenen Oberfläche (12a), die r*eibschlüssig von der inneren Wandung des Statorgehäuses geführt ist, und mit einer Schrägfläche (12b) versehen ist, die von der Vorderseite der ebenen Oberfläche (12a) sich in Dreh-

München: Kramer · Dr. Weser · Hirsch — Wiesbaden: Blumbach · Dr. Bergen · Zwirner

609853/0246

richtung des Rotors (4) erstreckt, und daß die ebene Oberfläche (12a) senkrecht zur rückwärtigen Seite (12c) des Flügels (12) ausgerichtet ist und eine vorbestimmte Breite (1^) im Hinblick auf Abdichtkontakt zur inneren Wandung des Statorgehäuses aufweist.
2. Flügel-Rotationspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der ebenen Oberfläche (12a) des Flügels (12) im Bereich von 1/10 bis 1/2 liegt, wenn 1 die Dicke des Flügels kennzeichnet.
3. Flügel-Rotationspumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verjüngungswinkel der Schrägfläche (12b) zur ebenen Oberfläche (12a) im Bereich von 9+5° bis θ + 10° bestimmt ist, wobei θ der Winkel des Flügels gegen die radiale Ebene durch die Mittellinie des Rotors kennzeichnet.

609853/0246

Leerseite