DE2942570C2

DE2942570C2 - Flügelzellenpumpe

Info

Publication number: DE2942570C2
Application number: DE2942570A
Authority: DE
Inventors: Toshiyuki Ageo Saitama Maeda; Tadashi Toyota Aichi Saitou; Hiroshi Utsunomiya Tochigi Sakamaki; Fumihiro Fumihiro Ushijima
Original assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd; Toyota Jidosha Kogyo KK
Current assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 1978-10-26
Filing date: 1979-10-22
Publication date: 1985-11-14
Also published as: JPS626311Y2; DE2942570A1; US4315719A; JPS5564486U

Description

Ausführup.gsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert Im einzelnen zeigt

Fig. 1 einen Schnitt eines ersten Ausführungsbeispieis der Flügelzellenpumpe und

Fig.2 einen Schnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels der Flügelzellenpumpe.

In der dargestellten Flügelzellenpumpe ist ein Rotor 8 exzentrisch auf einer Antriebswelle 10 in einer Rotorkammer 7 angeordnet, die von einem Statorgehäuse 2 und abschlußseitigen Kopfteilen 4 und 6 begrenzt wird. Die Antriebswelle 10 ist in Lagern 18, 20 gelagert, die jeweils in den abschlußseitigen Kopfteiler 4,6 angeordnet sind. Eine Vielzahl von hier nicht dargestellten Muten sind am Rotor 8 in bekannter Weise radial ausgebildet, die eine gerade Anzahl von hier ebenfalls nicht dargestellten Flügeln aufnehmen. Die Flügel gleiten infolge der Zentrifugalkraft und des Druckmitteldruckes bei der Drehbewegung des Rotors 8 in den Nuten radial nach außen. Die stirnseitigen Endflächen der Flügel sind in Oberflächenberührung mit Dichtungsplatten 14, 1I6, die jeweils zwischen dem Statorgehäuse 2 und den abschlußseitigen Kopfteilen 4 und 6 befestigt sind. Die radial äußere Endfläche des Flügels ist in Oberflächenberührung mit der Innenmantelfläche des Statorgehäuses 2. Die Arbeitsschritte Ansaugen, Komprimieren und Fördern bzw. Abgeben erfolgen in bekannter Weise.

Jedes abschlußseitige Kopfteil weist an seinem Innenraum eine Ausnehmung auf, die endseitige Kammern 22 und 24 im Zusammenwirken mit den Dichtungsplatten 14 und 16 bildet Mit 25 ist ein Einlaß bezeichnet, der in dem Stalorgehäuse 2 ausgebildet ist

Ein Auslaß A steht in Verbindung mit den endseitigen Kammern 22, 24, die ihrerseits jeweils in Verbindung mit Auslaßöffnungen 26,28 sind, um das Arbeitsmittel in der Roterkammer 7 über die endseitigen Kammern 22, λπ naCu uüucu auZügcucn.

Der Auslaß A umfaßt eine Bohrung A2, die in dem Statorgehäuse 2 ausgebildet ist und die sich im wesentlichen parallel zur Achsrichtung der Flügelzellenpumpe erstreckt, sowie eine radiale Bohrung A\, die in dem Statorgehäuse ausgebildet ist und die sich am axialen Mittelteil der Pumpe in radialer Richtung eistreckt. An dem unteren Abschnitt der endseitigen Kammern 22,24 sind in den zugeordneten abschlußseitigen Kopfteilen 4, 6 Auslaßöffnungen 26, 28 ausgebildet Die Auslaßöffnungen bilden eine Verbindung zwischen den endseitigen Kammern 22,24 und der Umgebung.

Schirmförmige Ventile 34, 36 sind in den Auslaßöffnungen 26,28 angeordnet, um zu verhindern, daß Staub und Wasser in die Flügelzellenpumpe über die Auslaßöffnungen 26, 28 eintreten können, und um eine Geräuschdämmung beim Austritt von Arbeitsmitteln zu erzielen. Weitere schirmförmige Ventile 30, 32 sind jeweils in öffnungen 38, 40 vorgesehen, die ihrerseits jeweils in den Dichtungsplatten 14, 16 ausgebildet sind und die axiale Bohrung Aj des Auslasses A mit den endseitigen Kammern 22,24 verbinden.

Die Ventile 30,32,34,36 umfassen jeweils ein schirmförmiges Element, einen Schaftabschnitt, der sich vom Milteliibschnitt des schirmförmigen Elementes fort er- ω streckt und ein Sperrelement, das am freien Ende des Schaftflbschnittes ausgebildet ist. Das Sperrelement ist im Durchmesser größer als der Schaftabschnitt. Jedes Ventil 30,32 ist in eine der öffnungen 38,40 eingepaßt, die mif der axialen ßohrung Λ2 fluchten. Jedes Ventil ist derart eingepaßt, daß sich das schirmförmige Element in der jeweils zugeordneten endseitigen Kammer befindet.

Die Weiteren Ventile 34.36 sind in den Auslaßöffnungen 26, 28 mittels Ventilplatten 42, 44 angeordnet, die jeweils e<ne Vielzahl von Öffnungen haben. Jeder Schaftabschnitt der Ventile 34, 36 ist in Öffnungen der Ventilplatten 42,44 derart eingepaßt, daß der schirmförmige Abschnitt stromabwärts der Ventiiplatten zu liegen kommt

Diese Federventile verhindern, daß Staub und/oder Wasser in die Rotorkammer 7 eindringen können. Arbeitsmitteldruck der Rotorkammer 7 beaufschlagt die schirmförmigen Elemente zusätzlich mit einer Druckkraft, so daß eine Entlüftung zur Umgebung hin erzielt wird. Hierbei trifft Luft auf die Innenflächen der schirmförmigen Elemente auf, die Luftströmungsrichtung ändert sich abrupt und die Luft dehnt sich abrupt aus und zieht sich wiederholt zusammen, so daß diese Maßnahmen in Verbindung miteinander als Geräuschdämmung wirken, wobei das durch den Luftstrom verursachte Geräusch gedämpft wird.

In F i g. ?. ist ein anderes Ausführungsbeispiel gezeigt. Der Auslaß hat Öffnungen 14a unr> >.6a, die jeweils in den Dichtungsplatten 14, 16 ausgebildet sind Ferner sind wieder Ventile 34,36 in den Auslaßöffnungen 26,28 vorgesehen, die jeweils in den abschlußseitigen Kopf teilen 4, 6 ausgebildet sind und in Verbindung mit den jeweilijrsn Ventilplatten 42,44 gebildet werden.

Bei dieser Ausführungsform bildet der Auslaß, d. h. die öffnungen 14a, 16a eine Arbeitsmittelverbindung zwischen der Rotorkammer 7 und den endseitigen Kammern 22,24. Hierdurch gelangen m der Rotorkammer 7 anfallende Abriebteilchen über die Öffnung 14a, 16a und einen Zwischenraum zwischen der Antriebswelle 10 und den in den Dichtungsplatten 14,16 ausgebildeten öffnungen in die endseitigen Kammern 22,24, die zum Einsetzen der Antriebswelle dienen, die diese öffnungen durchdringt Die Abriebteilchen werden über die elastischen Ventile 34,36 mit Hufe des Arbeiismittelstromes nach außen ausgetragen, der durch die endseitigen Kammern 22, 24 und die Auslaßöffiiungen 26,28 hindurchgeht. Der Auslaß und die Auslaßöffnung stehen miteinander über die endseitige Kammer in Verbindung, um einen Arbeitsmitteldurchgang zu bilden, so daß in der Rotorkammer und/oder der endseitigen Kammer erzeugte Abriebteilchen vom Aibeitsmittelstrom mitgerissen und nach außen ausgetragen werden. Der mit Abriebteilchen beladene Arbeitsmittelstrom erzeugt ferner auslaßseitig einen Druck, der verhindert, daß Staub und Wasser in die Pumpe eindringen können. Die schirmförmigen Ventile verhindern zusätzlich, daß Staub und/oder Wasser in die Rotorkammer 7 eindringen können und bewirken außerdem eine Geräuschdämmung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Fiügelzellen, die schmierungsfrei arbeitet, mit einem Statorgehäuse, das einen im allgemeinen zylindrischen Hohlraum hat, der das Statorgehäuse durchsetzt, mit einem Paar ausgenommener abschlußseitiger Kopfteile, die an gegenüberliegenden Enden des Gehäuses unter Bildung eines Pumpenhohlraumes in dem Statorgehäuse angeordnet sind, einer Antriebswelle, die in den abschlußseitigen Kopfteilen gelagert ist und exzentrisch in den Innenraum des Pumpenhohlraumes verläuft, einem Rotor, der an der Antriebswelle in dem Pumpenhohlraum angebracht ist einem Paar Dichtungsplatten, die einzeln zwischen den Enden des Statorgehäuses und den abschlußseitigen Kopfteilen angeordnet sind und den Pumpenhohlraum in zwei endseitige Kammern unterteilt, die von den ausgenommenen abschlußsei%ssi Kopfteilen und den Dichtungsplatten begrenzt sind, wobei die Dichtungspiatten auch eine dazwischenliegende Rotorkammer begrenzen, die über einen Einlaß und einen Auslaß zum Fördern des Arbeitsmittels mit der Umgebung verbunden ist, und einer Vielzahl von Flügeln, die gleitend beweglich in einer der Anzahl der Flügel entsprechenden Anzahl von Nuten aufgenommen sind, die in dem Rotor radial verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß an unteren Abschnitten der endseitigen Kammer (22, 24) ausgebildete Auslaßöffnunget: (36, 28) hat, so daß ein Arbeitsmitteldurchgang von der Rotorkanvner (7) über die endseitigen Kammern (22, 24) zum Ausleiten des Arbeitsmittels an die Umgebung ^bildet ist, und daß elastische, schirmförmige Ventiie (34, 36) an den Auslaßöffnunger. (26,28) vorgesehen sind.

2. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß eine radiale Bohrung (A \), die in dem Statorgehäuse (2) ausgebildet ist und sich in radialer Richtung des Rotors (8) erstreckt, eine axiale Bohrung (A2), die in dem Statorgehäuse (2) ausgebildet ist und sich im wesentlicher, parallel zu der Antriebswelle (10) erstreckt, und wenigstens eine öffnung (38,40) aufweist, die in wenigstens einer der Dichtungsplatten (14,16) ausgebildet ist, daß ein Ende der radialen Bohrung (A\) sich zur Rotorkammer (7) öffnet und das andere Ende mit der axialen Bohrung (A₂) verbunden ist, daß die wenigstens eine öffnung (38, 40) mit der axialen Bohrung (A₂) fluchtet und daß in dieser wenigstens eine öffnung (38,40) ein elastisches, schirmförmiges Ventil (30,32) angeordnet ist.

3. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Enden der axialen Bohrung (Aj) mit öffnungen (38,40) verbunden sind, die in den Dichtungspiatten (14,16) ausgebildet sind.

4. Flügelzellenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schirmförmigen Ventile (30, 32, 34, 36) ein schirmförmiges Element, einen Schaftabschnitt und ein Sperrelement umfassen, dessen Durchmesser größer als der des Schaftabschnittes ist.

5. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das schirmförmige Element des in der wenigstens einen öffnung (38,40) angeordneten Ventils (30, 32) in der endseitigen Kammer (22, 24) liegt.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flügelzellenpumpe der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art

Bei einer solchen, aus der DE-OS 27 26 348 bekannten Flügelzellenpumpe sind die beiden endseitigen Kammern über mit der Umgebung frei verbundene Auslaßöffnungen mit Umgebungsdruck beaufschlagt um ein Anpressen der Dichtungsplatten an die Stirnseiten des Rotors sicherzustellen. Bei der Gleitbe-ührung zwischen den radial äußeren Endabschnitten der Flügel und der Innenmantelfläche der Rotorkammer wie auch zwischen den stirnseitigen Enden des Rotors und den Dichtungsplatten bilden sich Abriebteilchen, die aus der Rotorkammer abgeleitet werden müssen, um den Verschleiß so niedrig wie möglich zu halten.

Aus der US-PS 11 30 168 ist eine Flügelzellen-Dampfmaschine bekannt bei der zwei stirnseitige Dichtungsplatten den Rotor gegenüber der Mantelfläche des Statorgehäuses abdichten und mit dem Rotor umlaufen. Zwischen diesen Dichtungsplatten und zwei abschlußseitigen Kopfteilen werden jeweils zwei endseitige Kammern begrenzt wobei die eine dieser endseitigen Kammern an ihrem unteren Abschnitt eine Auslaßöffnung aufweist durch die die der in der Dampfmaschine expandierte Dampf entweichen kann. Diese endseitige Kammer ist über einen im zugehörigen abschlußseitigen Kopfteil und ein<;m Teil des Manteäs des Statorgehäuses ausgebildeten Kanal mit der Rotorkammer verbunden. Frischdampf wird in dieser bekannten Dampfmaschine über die teilweise hohl ausgebildete Rotorwelle und im Rotor angeordnete, im wesentlichen radiale Bohrungen zugeführt

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Flügelzellenpumpe der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art so weiterzubilden, daß ein Großteil der Abriebteilchen, die insbesondere vom Rotor bzw. seinen Flügeln stammen, wirksam ausgetragen werden kann und gleichzeitig verhindert wird, daß aus der Umgebung Staub oder Wasser in die Flügelzellenpumpe eintreten können.
Bei einer Flügelzellenpumpe der genannten Art ist diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Die erfindungsgemäße Flügelzellenpumpe zeichnet sich also dadurch aus, daß das von ihr geförderte, also unter Druck abgegebene Arbeitsmittel aus der Rotorkammer jeweils durch die endseitigen Kammern hindurchströmt und diese dann über die Auslaßöffnungen verläßt. Während eines jeden Förderspiels der Flügelzellenpumpe herrscht daher in den endseitigen Kammern ein gegenüber dem Umgebungsdruck ausreichen-

der Überdruck, um das Eintreten von Staub und Wasser aus der Umgebung in die Flügelzellenpumpe hinein zu verhindern. Zusammen mit dem an die Umgebung abgegebenen Arbeitsmittel werden auch die in der Flügelzellenpumpe selbst anfallenden Abriebteilchen sicher ausgetragen. Um ein Eintreten von Wasser und Staub aus der Umgebung in die Flügelzellenpumpe auch dann zu verhindern, wenn zwischen benachbarten Förderspielen der Druck in den endseitigen Kammern abfallen sollte, sind die elastischen, schirmförmigen Ventile in den Auslaßöffnungen vorgesehen, die nach Art eines Rückschlagventils eine Strömung nur in Richtung aus den endseitigen Kammern in die Umgebung zulassen, während eine entgegengerichtete Strömung sicher unterbunden wird. Diese elastischen Ventile haben dabei gleichzeitig die vorteilhafte Eigenschaft, daß sie die Geräuschentwicklung der Flügelzellenpumpe verringern.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.