DE3001673C2 - Regelbare Flügelzellenpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine regelbare Flügelzellenpumpe nach dem Oberbegriff des Patentanspruches. Eine derartige Flügelzellenpumpe ist beispielsweise aus der DE-PS 3 86 018 bekannt.

Bei der bekannten Flügelzellenpumpe werden durch manuelles Verschieben der Laufringhälften relativ zueinander die Volumina der Arbeitsräume derart verändert, daß praktisch eine von einem maximalen Wert bis auf Null reichende Fördermenge eingestellt werden kann. Zu diesem Zweck sind die verschiebbaren Laufringhälften auf parallel zueinander angeordneten Führungsflächen im Gehäuse geführt. Bei derartigen Parallelführungen besteht insbesondere dann, wenn die Führungsflächen verhältnismäßig kurz sind und in einem verhältnismäßig großen Abstand voneinander liegen, die Gefahr eines Verkantens, was eine schwergängige Verstellung bis hin zu einer möglichen Verklemmung zur Folge hat. Diese Gefahr wird durch das Drehmoment, das vom Läufer auf den Laufring übertragen wird, noch verstärkt, so daß eine selbsttätige Regelung, die eine möglichst leichtgängige Verstellbarkeit voraussetzt, nicht durchführbar erscheint.

Bei einer anderen bekannten Flügelzellenpumpe (DE-OS 16 53 809) sind die verschiebbaren Laufringhälften mit durch das Arbeitsmittel beaufschlagbaren Andrückkolben großen Durchmessers verbunden, die in Zylindern verschiebbar sind, welche mit den Auslaßkanälen in Verbindung stehen, die ihrerseits durch die als Auslaßöffnungen dienenden Zahnlücken zwischen den zahnartigen Vorsprüngen an den Trennstellen des Laufringes mit den Arbeitskammern verbunden sind. Mit steigendem Förderdruck werden die Laufringhälften zunehmend aufeinander zu verschoben, wodurch die Fördermenge verringert wird. Auf diese Weise läßt sich eine selbsttätige Regelung der Fördermenge erreichen, allerdings mit erheblichen", baulichen Aufwand, der dazu führt, daß der Bauraum des Gesamtaggregates ein Vielfaches des Bauvolumens der eigentlichen Pumpe beträgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flügelzellenpumpe nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 zu schaffen, die einen erheblich einfacheren Aufbau aufweist und bei der die Verstellung der Laufringhälften mit so geringer Reibung erfolgen kann, daß eine selbsttätige Regelung mit geringem Aufwand mög

lieh ist

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Kennzeichens des Patentanspruches gelöst.

Die vorgeschlagene Verschwenkung der Laufringhälften läßt sich mit wesentlich geringerer Reibung und auch mit wesentlich geringerem Aufwand durchführen als die bekannte Verschiebung. Da die verschwenkbaren Laufringhälften an ihren Außenflächen direkt vom Förderdruck beaufschlagt werden, erübrigen sich die

ι ο aufwendigen Andrückkolben des Standes der Technik.

Eine auf erfindungsgemäße Weise ausgebildete Flügelzellenpumpe hat durch ihre Selbstregelung den Vorteil, daß sie auch bei einer schwankenden Drehzahl eine weitgehend konstante Fördermenge liefert und mit einer beträchtlich verminderten Leistungsaufnahme betrieben werden kann, so daß eine wirtschaftlich verbesserte Arbeitsweise möglich ist

Zwei Ausführungibeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

Fig. 1 eine Flügelzellenpumpe, wobei das vordere Seitenteil weggelassen ist, in einer ersten Ausführungsform,
F i g. 2 einen Längsschnitt der Flügelzellenpumpe gemaß Linie H-II in Fig. 1,

F i g. 3 eine Flügelzellenpumpe ähnlich F i g. 1 in einer zweiten Ausführungsform,

F i g. 4 eine Draufsicht der Trennstelle der Laufringhälften in Richtung des Pfeiles T in F i g. 3, und

F i g. 5 die Draufsicht von F i g. 4 in einer veränderten Stellung der Laufringhälften.

Die in F i g. 1 und F i g. 2 als Beispiel gezeigte Flügelzellenpumpe ist als doppelt wirkende Pumpe mit zwei Arbeitsräumen A und B ausgebildet und für die Förderung von Flüssigkeit vorgesehen. Die Flügelzellenpumpe weist einen Laufring 1 mit einer elliptischen Innenfläche 2 auf, der aus zwei Laufringhälften 3 und 4 besteht. Die Laufringhälften 3 und 4 sind zur Veränderung des Fördervolumens derArbeitsräume A und B relativ zueinander verstellbar und greifen an ihren Trennstellen 5, die im Bereich der achsnahen Stellen der elliptischen Innenfläche 2 liegen, mittels Vorsprünge 6 ineinander ein. Die Laufringhälften 3 und 4 sind in ein Gehäuse 8 unter Bildung eines Ringraumes 7 zwischen Laufring 1 und Gehäuse 8 eingesetzt und über einen im Gehäuse 8 feststehenden Gelenkbolzen 9 schwenkbar miteinander verbunden. Das Gehäuse 8 wird von zwei Seitenteilen 10 und 11 begrenzt, an denen die im Gehäuse 8 angeordneten Laufringhälften 3 und 4 mit ihren Seitenflächen 12 und 13 anliegen. Zur besseren Veranschaulichung ist das Seitenteil 11 in F i g. 1 weggelassen.

Im Seitenteil 10 ist eine Antriebswelle 14 drehbar gelagert, auf der zwischen den beiden Seitenteilen 10 und U ein Läufer 15 drehfest aufgenommen ist. Der Läufer 15 ist auf seiner Umfangsfläche mit Nuten 16 versehen, in denen radialbeweglich geführte Rollen 17 angeordnet sind. Bei Umlauf des Läufers 15 in Pfeilrichtung D gleiten die der Fliehkraft ausgesetzten Rollen 17 ständig an der Innenfläche 2 des Laufringes 1 sowie an den Innenflächen der Seitenteile 10 und 11 entlang, wodurch die Arbeitsräume A und S nacheinander mit Einlaßöffnungen 18 und Auslaßöffnungen 19 in Verbindung kommen. Die Einlaßöffnungen 18 sind sich jeweils gegenüberliegend in den Seitenteilen 10 und 11 angeordnet und an Einlaßkanäle 20 angeschlossen, die durch die Seitenteile 10 und 11 und des Gehäuses 8 verlaufen. Die Auslaßöffnungen 19 werden dagegen von den Zahnlükken 6a der zahnartig ineinander eingreifenden Vor-

Sprünge 6 gebildet — wie dies aus den Fig.4 und 5 ersichtlich ist — und münden in den Ringraum 7, von dem ein Auslaßkana! 21 ausgeht Die verstellbaren Laufringhälften 3 und 4 weisen nahe der dem Gelenkbolzen 9 gegenüberliegenden Trennstelle ii je einen Ansatz 3a und 4a auf, zwischen denen sich über einen Federteller 22 eine Druckfeder 23 abstützt, welche bestrebt ist, die Laufringhälften 3 und 4 auseinander zu drücken.

Bei Inbetriebnahme der regelbaren Flügelzellenpumpe und Drehung des Läufers 15 wird ein Pumpvorgang ausgeführt bei dem Flüssigkeit aus den Einlaßkanälen 20 durch die Einlaßöffnungen 18 und über die Arbeitsräume A und B sowie die Auslaßöffnungen 19 in den Ringraum 7 gefördert wird. Da die Laufringhälften 3 und 4 von der Druckfeder 23 auseinander gedrückt sind und das Volumen der Arbeitsräume A und B somit sein Maximum hat wird zunächst eine verhältnismäßig große Flüssigkeitsmenge in den Ringraum 7 gefördert Der sich nun vor dem Auslaßkanal 21 im Ringraum 7 aufbauende Gegendruck wirkt gegen die verhältnismäßig große Außenfläche der Laufringhälften 3 und 4 und hat zur Folge, daß diese entgegen der Kraft der Druckfeder 23 und des in den Arbeitsräumen A und B herrschenden Druckes aufeinander zu verschwenkt werden. Dadurch werden die Volumina der Arbeitsräumc A und B verkleinert und somit die Fördermenge entsprechend verringert. Dadurch wird erreicht, daß auch bei schwankenden Drehzahlen des Läufers 15 eine weitgehend konstante Fördermenge durch den Auslaßkanal 21 gelangt, da sich zwischen der Kraft der Druckfeder 23 und dem Druck in den Arbeitsräumen A und B einerseits und dem im Ringraum 7 herrschenden Gegendruck andererseits selbsttätig ein Gleichgewichtszustand einstellt. Durch di( se Regelung der Fördermenge wird vermieden, daß für den Antrieb der Flügelzellenpumpe eine den Bedarf übersteigende Leistung aufgebracht werden muß, wodurch eine wirtschaftliche Betriebsweise erzielt wird.

In der Praxis wird die gewünschte Fördermenge durch entsprechende Abstimmung der Kraft der Druckfeder 23 erreicht.

Bei dem in F i g. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel sind für gleiche und gleichartige Teile die gleichen Bezugszeichen wie in den Fig. 1 und 2 — jedoch mit einem Strich — verwendet worden. Abweichend von der Ausführung nach den F i g. 1 und 2 ist nur die Laufringhälfte 3' verschwenkbar, während die Laufringhälf'e 4' im Gehäuse 8' mittels eines Stiftes 24 feststehend angeordnet ist so daß das Volumen des Arbeitsraumes B' nicht veränderbar und auf eine bestimmte Fördermenge festgelegt ist. Außerdem stützt sich die Druckfeder 23' zwischen einem Ansatz 3a'der verschwenkbaren Mantelhälfte 3' und einem im Gehäuse 8' angeordneten verstellbaren Stopfen 25 ab.

Wenn die Flügelzellenpumpe nach F i g. 3 in Betrieb gesetzt wird, erfolgt über den Arbeitsraum B'die Förderung einer unveränderlichen Grundmenge von Flüssigkeit. Die über den Arbeitsraum A'geförderte Flüssigkeitsmenge wird dagegen — wie bei der Ausführung nach den F i g. 1 und 2 — von der schwenkbaren Laufringhälfte 3' in Zusammenwirkung mit der Druckfeder 23' und dem im Ringraum 7' herrschenden Druck geregelt. Durch den verstellbaren Stopfen 25 besteht bei diesem Ausführungsbeispiel die Möglichkeit, die Spannung der Druckfeder 23' und somit das Gleichgewicht zwischen dem im Ringraum T herrschenden Druck einerseits und dem Druck im Arbeitsraum A' und der Kraft der Druckfeder 23' andererseits zu verändern, wodurch je nach Bedarf eine gewünschte Fördermenge eingestellt werden kann.

Aus den F i g. 4 und 5 sind die Trennstellen 5 bzw. 5' ersichtlich, an denen die Laufringhälften 3, 3' und 4, 4' mittels der Vorsprünge 6 bzw. 6' ineinandergreifen. Die Zahnlücken 6a bzw. 6a' bilden die Auslaßöffnungen 19 bzw. 19'. Die F i g. 4 zeigt die Ansicht auf die dem Gelenkbolzen 9 bzw. 9' gegenüberliegende Trennstelle 5 bzw. 5' bei auseinandergedrückten Laufringhälften 3, 4 bzw. 3', 4'. In F i g. 5 sind die Laufringhälften 3,4 bzw. 3', 4' an den Trennstelien 5 bzw. 5' weitgehend zusammengeschoben, was einer geringen Fördermenge entspricht Die Ansicht in F i g. 5 entspricht auch den weitgehend unveränderbaren Trennstellen 5, 5' am Gelenkbolzen 9 bzw. 9'.

Die Erfindung kann auch auf einfach wirkende Flügelzellenpumpen angewendet werden, die nur einen Arbeitsraum sowie eine Einlaßöffnung aufweisen. In diesem Fall ist eine Laufbahnhälfte mit Nullförderung feststehend und die andere Laufbahnhälfte verschwenkbar angeordnet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Regelbare Flügelzellenpumpe mit einem Einlaß- und Auslaßkanäle enthaltenden Gehäuse, in dem ein Laufring angeordnet ist, der aus zwei relativ zueinander verstellbaren Laufringhälften besteht, die an ihren Trennstellen mit zahnartig ineinandergreifenden Vorsprüngen versehen und unter Bildung eines Ringraumes zwischen Gehäuse und Laufring in das Gehäuse eingesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufringhälften (2, 4; 3', 4') über ein gemeinsames Gelenk (9, 9') schwenkbar miteinander verbunden und durch eine Feder (23, 23') auseinanderdrückbar sind, wobei die Zahnlükken (6a, 6a') zwischen den zahnartigen Vorsprüngen (6,6') Auslaßöffnungen (19,19') bilden und der Ringraum (7, /'') mit den Ausläßöffnungen (19, 19') und mit dem Auslaßkanal (21,2Γ) in Verbindung steht.