DE3313612A1

DE3313612A1 - Rotationspumpe

Info

Publication number: DE3313612A1
Application number: DE19833313612
Authority: DE
Inventors: Michael Dean 49036 Coldwater Mich. Davis
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1982-04-15
Filing date: 1983-04-14
Publication date: 1983-10-20
Also published as: GB8309519D0; GB2118247A; JPS58190590A; US4486150A; BR8302032A; DE3313612C2; GB2118247B

Description

• 82-MAR-108

EATON CORPORATION 100 Erieview Plaza Cleveland, Ohio 44114, V.St.A

Rotationspumpe

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Drehschieber- oder Flügelrad-Verdrängerpumpe und insbesondere eine verbesserte Auslaßöffnungsanordnung für solche Pumpen.

Die Erfindung eignet sich für beliebige Arten von Flügelradoder Drehschieberpumpen t von besonderem Vorteil ist sie jedoch im Falle einer Pumpe, bei welcher die Schieber so gestaltet sind, daß eine Radialbewegung eines der Schieber das Volumen der benachbarten Arbeitsmittelkammer ändert. Die Erfindung läßt sich bei gewissen Typen von Gleitschieberpumpen einsetzen. Da sie ihre größten Vorzüge jedoch bei Rollenschieberpumpen zu haben scheint, ist sie im folgenden in Verbindung mit einer solchen Pumpe näher erläutert.

Pumpen der- vorliegend betrachteten Art sind aus der US-PS 3,025,802 bekannt. Typischerweise umfassen solche Pumpen ein eine Pumpkammer begrenzendes Gehäuse und ein Pumpelementi das in der Pumpkammer drehbar angeordnet ist und sich vergrößernde sowie sich verkleinernde Arbeitsmittelkammern bildet. Das Gehäuse bildet einen mit den sich vergrößernden Arbeitsmittelkammern in Verbindung stehenden Arbeitsmi ttelein~ laß und einen mit den sich verkleinernden Arbeitsmittelkam-

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mern in Verbindung stehenden Arbeitsmittelauslaß. Das Pumpelement weist einen sich zusammen mit der AntriebswelIe drehenden Rotor mit einer Mehrzahl von Schlitzen auf. Jeder der Schlitze nimmt einen radial bewegbaren Schieber oder Flügel auf, der so ausgestaltet ist, daß seine Radialbewegung das Volumen der benachbarten Arbeitsmittelkammer ändert* Die Pumpkammer ist von einer durchgehenden gekrümmten Wandfläche begrenzt, die eine Einlaßbogen fläche mit in der Drehrichtung des Rotors fortschreitend zunehmendem Radius sowie eine Auslaßbogen fläche mit fortschreitend abnehmendem Radius aufweist.

Bei Pumpen dieser Art bildet das Gehäuse eine Einlaßöffnung, die eine Arbeitsmittelverbindung zwischen dem Arbeitsmitteleinlaß und^ der sich vergrößernden Arbci tsmi ttel kammer' zuläßt, sowie eine Auslaßöffnung, die eine Arbeitsmittelverbindung zwischen der sich verkleinernden Arbeitsmittelkammer und dem Arbeitsmittelauslaß gestattet.

Eines der Hauptprobleme von Pumpen der erläuterten Art ist die Erzeugung von unerwünschten Druckimpulsen während des Pumpzyklus. Bei Verwendung der Pumpe in Kraftfahrzeuglenkanlagen können solche Impulse über die Hydraulikleitungen auf das Lenkgetriebe des Fahrzeugs übertragen werden, das seinerseits die Druckimpulse in für den Fahrer hörbare Geräusche umsetzen kann. Von der Pumpe ausgehende- Druckimpulse und Geräusche können auf verschiedenartige Weise erzeugt werden, und man ist seit langem bestrebt, die Ursachen derartiger Geräusche und Druckimpulse zu identifizieren und zu beseitigen.

Bs wurde seit langem erkannt, daß eine der Hauptursachen von Druckimpulsen eine ungenaue Taktgabe für die Arbeitsmittelverbindung zwischen den Arbeitsmittelkamiaern des Pumpelements sowie den Einlaß- und Auslaßöffnungen ist. Wenn beispielsweise in einer Arbeitsmittelkammer ein eingeschlossenes Volumen von unter Druck stehendem Arbeitsmittel verbleibt, während diese Kammer gerade mit der Einlaßöffnung in Verbindung zu kommen beginnt, kommt es zu

einer Strömung von der Arbeitsmittelkammer in die Einlaßöffnung entgegengesetzt dem normalen Strömungsweg von der Einlaßöffnung in die sich vergrößernden Arbeitsmittelkammern. Dies hat Strömungsturbulenzen und Druckimpulse zur Folge.

Es wurden verschiedene Lösungen für die leicht identifizierbaren Fehler hinsichtlich der Taktgabe der Arbeitsmittelverbindung vorgeschlagen (vergleiche beispielsweise US-PS 3,025,802 und US-PS 4,080,124). Viele solcher . Lösungen erwiesen sich als nützlich und konnten sich auch in der Praxis durchsetzen.

Gleichwohl blieben Druckimpulse und Pumpengeräusche ein bestehendes Problem trotz solcher Versuche, alle leicht identifizierbaren Takt fehler und Geräuschquellen zu eliminieren .

Der Erfindung liegt dementsprechend insbesondere die Aufgabe zugrunde, zusätzliche Quellen für Druckimpulse und Geräusch, die bisher unerkannt geblieben sind, zu identifizieren und zu beseitigen.

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Während der Entwicklung der im folgenden näher erläuterten Ausführungsform der Erfindung wurde beobachtet, daß es während des anfänglichen Teils des "Nockenabfalls", d.h. der Zeitspanne, während welcher sich die kleiner werdende Arbeitsmittelkammer entlang der Auslaßbogen fläche bewegt, zu einer leichten Zunahme des Volumens der sich verkleinernden , Arbeitsmittelkammer und einer kleinen Einströmung von Arbeitsmittel in die sich verkleinernde Arbeitsmi ttelkammer kommt.

Dementsprechend liegt eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die Ursache für'diesen Volumenanstieg der sich verkleinernden Arbeitsmittelkammer zu identifizieren und dessen Einfluß auf die genaue Taktgabe der Arbeitsmittelverbindung zwischen der. sich verkleinernden Arbeitsmittelkammer und der Auslaßöffnung zu bestimmen.

Der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine Rotationspumpe der vorstehend genannten Art zu schaffen, bei welcher bei der Ausgestaltung und Lage der Auslaßöffnung das vorstehend erwähnte Ansteigen des Volumens der sich verkleinernden Arbcitsmittelkammer berücksichtigt ist.

Mit der Erfindung wird eine verbesserte Rotationspumpe der oben erläuterten Art geschaffen. Dabei wirkt jeder als vorderer Schieber bezeichnete Schieber beim Vorbeilauf an der Auslaßbogen fläche mit einem hinteren Schieber und der Auslaßbogen fläche unter Bildung der sich verkleinernden Arbeitsmittelkammer zusammen. Das Volumen der sich verkleinernden Arbeitsmittelkammer wird gleichzeitig durch die radial

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einwärts gerichtete Bewegung des vorderen Schiebers vergrößert und durch den fortschreitend abnehmenden Radius der Auslaßbogenflache verkleinert.

Erfindungsgemäß ist die Auslaßöffnung mit Bezug auf die Auslaßbogen fläche so angeordnet, daß die Verbindung zwischen der Auslaßöffnung und der sich verkleinernden Arbeitsmittelkammer an der Stelle beginnt, an welcher die Abnahme des Volumens der sich verkleinernden Arbeitsmit— telkammer, verursacht durch den abnehmenden Radius.der Auslaßbogenflache, näherungsweise gleich der Zunahme des Volumens der sich verkleinernden Arbeitsmittelkammer, verursacht durch die radial einwärts gerichtete Bewegung des vorderen Schiebers ist. Diese spezielle Ausbildung und Anordnung der Auslaßöffnung verhindert im wesentlichen eine Verbindung zwischen der sich verkleinernden Arbeitsbeitsmittelkammer und der Auslaß öffnung, bis die sich verkleinernde Arbeitsmittelkammer bei fortgesetzter Drehung des Pumpelements eine resultierende Volumenabnahme erfahren hat, wodurch Arbeitsmittelturbulenzen und Druckimpulse erheblich vermindert werden.

■I Die Erfindung ist im folgenden anhand eines bevorzugten -j

Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den beiliegenden j Zeichnungen zeigen: ■ ή

Fig. 1 einen axialen Schnitt einer Rotations'

pumpe, bei der sich die vorliegende Erfindung anwenden läßt.

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Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Li'nie

2-2 der Fig. 1, der nur das Pumpelement und den Nocken veranschaulicht,

Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Linie

3-3 der Fig.. 1, in dem nur die Verteilerplatte sowie die Einlaß- und Auslaßöffnungen gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt sind,

Fign. 4, 5 in größerem Maßstab etwas schemati-

und 6 sehe Ansichten des Pumpelements in

drei unterschiedlichen Stellungen mit Bezug auf den Nocken und die Auslaßöffnungen, und

Fig. 7 . eine graphische Darsteilung, in der

das Volumen jeder Arbeitsmittelkammer sowie der Fluß in jede und aus jeder Arbeitsmittelkammer als Funktion des Drehwinkels des P.umpelements dargestellt sind..

Fig. 1 zeigt einen axialen Schnitt einer typischen Servolenkpumpe handelsüblicher Bauart.

Die Pumpe weist ein Gehäuseteil 11 und einen Deckel 13 auf. Das Gehäuseteil 11 bildet eine ringförmige Pumpkammer 15; in der Pumpkammer 15 befindet sich eine Pumpanordnung 17.

Zu der Pumpanordnung 17 gehört, wie auch aus Fig. 2 hervorgeht, ein Nockenri ng 19, der eine innere Nocken fläche 21 bildet: Der Nockenring 19 wird in Umfangsrichtung mit dem Gehäuseteil 11 mittels eines axialen Zapfens 23 ausgerichtet gehalten. Das Gehäuseteil 11 und der Deckel 13 sind mittels mehrerer Schrauben (nicht veranschaulicht) in dich-, tem Eingriff miteinander gehalten. /

I Innerhalb des Nockenrings 19 befindet sich ein drehbares ! Pumpelement 25 (Rotor), das mehrere radial gerichtete Schlitze 27 bildet, von denen jeder in bekannter Weise eine zylindrische'RoIIe 29 aufnimmt. Bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung ist ein relativ enger Sitz zwischen jedem Schlitz 27 und der betreffenden Rolle 29 vorgesehen. Infolgedessen kann Arbeitsmittel nicht ohne weiteres an der Rolle vorbei in Radialrichtung durch den Schlitz hindurch treten.

Die Pumpe weist eine Antriebswelle 31 auf, die eine Drehbewegung, beispielsweise von dem Fahrzeugmotor, über eine zweckentsprechende Keilverbindung 33 auf den Rotor 25 übertragen kann. Die Antriebswelle 31 ist im Gehäuseteil 11 über ein Lager 35 sowie im Deckel 13 über eine Buchse 37 drehbar abgestützt. Wenn sich der Rotor 25 dreht, bleiben die Rollen 29 in Eingriff mit der Nockenfläche 21, die so gestaltet ist, daß sie jede der Rollen 29 veranlaßt, sich radial nach außen und nach innen zu bewegen, während die Pumpanordnung 17 ihren Saughub bzw. ihren Druckhub ausführt .

Wie insbesondere aus Fig. 1 hervorgeht, weist die Pumpan-

ordnung 17 eine flexible Abschlußplatte (Verteilerplatte) 39 auf, die benachbart dem linken Ende des Nockenringes 19 und des Rotors 25 sitzt. Benachbart der AbschluBplatte 39 ist eine Stützplatte 41 angeordnet, die zwei nieren- förmige Druckkammern 43 (von denen in Fig. 1 nur eine dar gestellt ist) und zwei Ausschnitte 45 (von denen in Fig.l ebenfalls nur einer veranschaulicht ist) bildet. Es versteht sich, daß in Fig. 1 nicht alle Abschnitte in der gleichen Ebene liegen, sondern die verschiedenen Elemente in Fig. 1 so angeordnet sind, daß sich sämtliche wesentlichen Elemente der Pumpe in einer einzigen Ansicht veranschaulichen lassen.

Das Gehäuseteil 11 bildet zwei einander diametral gegenüberliegende Einlaßkammern 47, von denen jede mit einem Arbeitsmittelbehälter über einen Behälteranschluß -49 in. Verbindung steht, der in einer abgestuften Bohrung 51 des Gehäuseteils 11 sitzt. Einströmendes Arbeitsmittel gelangt von dem Arbeitsmittelbehälter über den Behälteranschluß in die Einlaßkammern 47 und von dort über die betreffenden Ausschnitte 45 und zwei Paare von einander diametral gegenüberliegenden Einlaßöffnungen 53 in die sich vergrößernden Arbeitsmittelkammern 55. Gleichzeitig wird unter Druck stehendes Arbeitsmittel von den sich verkleinernden. Ar bei tsmi ttelkammern 57 über ein Paar von einander diametral gegegenüberliegenden Auslaßöffnungen 59 in eine Auslaßkam-■ mer 61 gepumpt, die mit einem vom Deckel 13 gebildeten Auslaß 63 in Verbindung steht. Nur der Einfachheit halber sind die Einlaß- und Auslaßöffnungen 53 und 59 nur in Verbindung mit Fig. 3 erläutert. Der Deckel 13 weist die gleiche Offnungsanordnung wie die Abschlußpiatte 39 auf.

Die Fign. 2 und 3 lassen den sich verändernden Radius der verschiedenen Abschnitte der Nockenfläche 21 sowie den relativen Umfangsabstand dieser Wandabschnitte und die Einlaß- und Auslaßöffnungen 53 und 59 erkennen. Die spezielle geometrische Gestalt der Nockenfläche 21, des Rotors 25, der Schlitze 27 usw. sind nicht im einzelnen erläutert, da sie für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich und aus den US-PSn 3,025,802 und 4,080,124 grundsätzlich bekannt sind. ■ i

Entsprechend den Fign. 4 bis 6 befaßt sich die vorliegende Erfindung in erster Linie mit dem Auslaßabschnitt der Pumpanordnung 17, d.h. der Ausgestaltung und dem Ort der.Auslaßöffnungen 59 mit Bezug auf den Nockenring 19, wenn die Rollen 29 den Auslaßbogen in Eingriff mit einer Auslaßbogenfläche 65 durchlau fen.

Fig. 7 zeigt in Form der Kurve "A" das Volumen jeder der Arbeitsmittelkammern 55 und 57 als Funktion der Winkella ge des Rotors 25. Aus der gleichfalls in Fig. 7 dargestellten Kurve "B" folgt der Strom von Arbeitsmittel in die und aus den Arbeitsmitlelkammern 55 und 57, wiederum als Funk tion der Winkelstellung des Rotors 25. Weil es sich bei der vorliegend beschriebenen Ausführungsform um eine symmetrisch auf gebaute Pumpe handelt, stellt der in Fig. 7 veranschaulichte Drehbewegungsbereich (180°) einen vollständigen Pumpenzyklus dar. Es versteht sich jedoch, daß die Erfindung nicht auf einen symmetrischen Pumpenaufbau beschränkt ist, sondern mit Vorteil auch bei unsymmetrisch aufgebauten Pumpen eingesetzt werden kann, d.h. einer Pumpe, bei der nur ein Pumpzyklus je Umdrehung des Rotors vorliegt.

Entsprechend der Kurve B der Fig. 7 stellt der über der waagrechten Achse liegende Teil zwischen etwa 20° und der Drehbewegung einen Arbeitsmittelstrom in eine sich vergrößernde Arbeitsmittelkammec 55 hinein dar. Dagegen stellt der unterhalb der waagrechten Achse liegende Abschnitt der Kurve B zwischen etwa 120° und etwa 180° einen Strom aus der Kammer heraus dar, wenn diese Kammer zu einer sich verkleinernden Arbeitsmittelkammer 57 wird.

Theoretisch sollte der Teil der Kurve B zwischen den ge-. rade genannten oberhalb und unterhalb der waagrechten Achse liegenden Abschnitten mit der waagrechten Achse für die Drehbewegung von etwa 90° bis etwa 102° zusammenfallen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß der Radius der Nocken fläche 21 innerhalb dieses Drehbewegungsbereiches konstant ist, was bedeutet, daß das Volumen der Arbeitsmittelkammer konstant bleibt und kein Strom in die oder aus der Arbeitsmittelkammer auftritt. Jen- i

seits von etwa 102° beginnt der Radius der Auslaßbogenfläche 65 abzunehmen, wenn die Kammer zu einer sich verkleinernden Arbei tsmi ttelkammer 57 wird. Das Volumen der . '. Kammer 57 sollte infolgedessen geringer werden, d.h. die Kurve B in Fig. 7 sollte von etwa 102° an unterhalb der j

waagrechten Achse .verlaufen.

Wie eingangs geschildert ist, wurde jedoch während der Entwicklung der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung beobachtet, daß die Kurve B in Fig. 7 in dem Bereich von etwa 102 bis 120° über die waagrechte Achse ansteigt statt, wie erwartet, unterhalb der waagrechten Achse zu verlaufen. Es sei festgehalten, daß sowohl die

Kurve A als auch die Kurve B in Fig. 7 Computersimulationen darstellen, wobei als Eingangswerte sämtliche Abmessungen der verschiedenen Teile der Pumpanordnung 17 benutzt sind.

Die Kurve B in Fig. 7 läßt also erkennen, daß von etwa

102° an, wenn das Volumen der sich verkleinernden Arbeitsmittelkammer 57 abnehmen sollte, was bewirken wür- ■ de, daß unter Druck stehendes Arbeitsmittel von der Kam- j mer 57 in eine Auslaßöffnung strömt, das Volumen der Kammer 57 tatsächlich zunimmt. Typischerweise beginnt die Auslaßöffnung mit der sich verkleinernden Arbeitsmittelkammer in Verbindung zu kommen, sobald der Nockenabfall einsetzt (d.h. bei der vorliegenden Ausführungsform bei etwa 102°). Die leichte Volumenzunahme, nachdem die Kammer mit der Auslaßöffnung in Verbindung zu kommen beginnt, läßt einen geringen Strom von der Auslaßöffnung in die Kammer 57 zu oder gestattet mit anderen Worten einen Strom in der der beabsichtigten Richtung entgegengesetzten Richtung. Die Folge sind Strömungsturbulenzen, Druckimpulse und schließlich unerwünschte Geräusche.

Anhand der Fign. 4 bis 6 seien nunmehr die wesentlichen Merkmale der Erfindung erläutert. Ein wichtiger Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist die Erkenntnis, daß die zeitweise geringe Volumenzunahme der sich verkleinernden Arbeitsmittelkammer 57 durch die radial einwärts gerichtete. Bewegung der Rolle 29 verursacht wird, wenn diese beginnt, sich über die Auslaßbogen fläche 65 hinwegzubewegen. Die Auswirkung der Einwärtsbewegung der Rolle 29 und ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung, der die Anordnung der

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Auslaßöffnung 59 betrifft, sind in den Fign. 4 bis 6 dargestellt.

In Fig. 4 hat die Rolle 29 gerade begonnen, mit der Auslaßbogenfläche 65 in Berührung zu kommen, d.h. die Rolle 29 ist gerade auf den "Nockenabfall"-Abschnitt der Nocken fläche 21 aufgelaufen. In jeder der Fign. 4 bis 6 ist zusätzlich zu der Auslaßbogenfläche 65 eine imaginäre Linie 67 von konstantem Radius dargestellt. Die Linie 67 ist vorgesehen, um Volumenänderungen der sich verkleinernden Arbeitsmittelkammer 57 während des Nockenab fal Is deutlich zu machen. Es ist festzuhalten, daß sich die vorliegende Erfindung nur mit der sich verkleinernden Arbeitsmittelkammer 57 befaßt, die, im Uhrzeigersinn, benachbart der in den Fign. 4 bis 6 veranschaulichten Rolle 29 liegt. Die in den Fign. 4 bis 6 dargestellte Rolle 29 kann daher als die "vordere" Rolle betrachtet werden, während die im Uhrzeigersinn nächste Rolle als "hintere" Rolle anzusprechen ist.

Aus Fig. 4 folgt, daß dann, wenn die vordere Rolle 29 am Anfang des Nockenabfalls steht, noch keine Änderung im Volumen der sich verkleinernden Arbeitsmittelkammer 57 erfolgt. Dies wird durch die graphische Darstellung der Fig. 7 bestätigt, die erkennen läßt, daß dann, wenn der Rotor eine Drehbewegung von etwa 102° ausgeführt hat und die vordere Rolle die in Fig. 4 veranschaulichte Lage einnimmt, keine Volumenänderung der Arbeitsmittelkammer 57 erfolgt und kein Arbeitsmittel in die Arbeitsmittelkammer 57 hinein oder aus dieser heraus strömt.

In Fig. 5 hat sich der Rotor 25 um einen Winkel von etwa 111° gedreht. In dieser Position des Rotors 25 und der vorderen Rolle 29 hat die einwärtsgerichtete Verschiebung der Rolle das Volumen der benachbarten, sich verkleinernden Arbeitsmittelkammer 57 um einen Betrag erhöht, der durch eine schraffierte Fläche 71 dargestellt ist. Die ' schraffierte Fläche 71 entspricht der Differenz zwischen der in Flg. 5 dargestellten Position der Rolle und der ι Position, welche die Rolle eingenommen hätte (gestrichelte Linie) falls kein Nockenabfall vorhanden wäre, d.h. keine Abnahme des Radius der Auslaßbogen fläche 65. Gleichzeitig nimmt das Volumen der sich verkleinernden Arbeitsmittelkammer 57 ab, was durch den Nockenabfall selbst veiranlaßt wird. Diese Volumenabnahme ist durch eine schraffier, te Fläche 73 dargestellt. Wie aus Fig. 5 zu erkennen ist, ist die schraffierte Fläche 71 (Zunahme) eindeutig größer als die schraffierte Flache 73 (Abnahme), so daß eine resultierende Zunahme des Volumens der Kammer 57 vorliegt, was durch die Kurven A und B in Fig. 7 bestätigt wird. Wegen dieser resultierenden Zunahme des Volumens der sich verkleinernden Arbeitsmittelkammer 57 und weil erfindungsgemäß die Kammer 57 noch nicht mit der Auslaßöffnung 59 in Verbindung steht, tritt in der Kammer 57 ein leichter Unterdruck auf, der dazu beiträgt, die Rolle 29 in Dichteingriff mit der Nocken fläche 21 zu halten.

In Fig. 6 ist der Rotor 25 um etwa 120° gedreht, und die vordere Rolle 29 hat sich weiter radial nach innen bewegt. Die darauf zurückzuführende Zunahme des Volumens der Kammer 5.7 ist, wie durch die schraffierte Fläche 75 dargestellt ist, jetzt noch größer. Gleichzeitig ist die Ab-

nähme des Volumens der Kammer 57, veranlaßt: durch den Nockenabfall und als schraffierte Fläche 77 dargestellt , so weit fortgeschritten, daß die Fläche 77 im wesentlichen gleich der schraffierten Fläche 75, d.h. der durch die Rollenbewegung vervrsachten Volumenzunahme, ist.

Der Zustand der gleich großen Flächen 75 und 77 gemäß Fig. 6 ergibt sich aus Fig. 7 in der Kurve A dort,- wo das maximale Volumen der Kammer 57 erreicht ist, sowie aus der Kurve B, wo der Strom in die oder aus der Kam- ' mer 57 wieder zu Null geworden ist.

Entsprechend einem wesentlichen Merkmal der-Erfindiing liegt der Anfang der Auslaßöffnung 59 an der abgeglichenen Position der Fig. 6. Mit anderen Worten, solange das Volumen der sich verkleinernden Ar bei tsmittelkammer 57 tatsächlich zunimmt, muß eine Arbeitsmittelverbindung zwischen der Kammer 57 und der Auslaßöffnung 59 verhin-. dert werden, weil eine solche Verbindung zu einem Strom von der Auslaßöffnung 59 in die Kammer 57 führen und in der zuvor erläuterten Weise Turbulenzen und Geräusche verursachen würde. Daher wird die Verbindung zwischen der Kammer 57 und der Auslaßöffnung 59 erst zugelassen, nachdem das Volumen der Kammer 57 aufgehört hat, sich zu vergrößern, und einen Maximalwert erreicht hat. Anders ausgedrückt, die Auslaßöffnung 59 ist derart angeordnet, daß sie mit der sich verkleinernden Arbeitsmittelkammer 57 erst dann in Verbindung kommen kann, wenn das Volumen der Kammer 57 tatsächlich abzunehmen beginnt, d.h. bei der vorliegenden Ausführungsform nach 120*. Es

versteht sich jedoch, daß eine etwas geringere_aJs die volle Verzögerung der Verbindung der Auslaßöffnung 59 mit der sich vorkIrinernden Arbcitsmitte1 kammer 57 zu einer gewissen Verbesserung führt. Wenn beispielsweise die Aus 1 aßöf fnurn; 39 der vorliegender} Aus füh rungs for m bei etwa 116° öflncn würde, wären die Ergebnisse zwar nicht optimal; es würde aber noch immer zu einer wesentlichen Verminderung von Ström.ungsturbulenzen und Druckimpulsen kommen.

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Claims

PATENTANWALT CTlPL-TNC?. GERHARD SCHWAN ELFENSTRASSE 32 · D-8000 MÜNCHEN 83

82-NAR-108

EATON CORPORATION 100 Erieview Plaza Cleveland, Ohio 44114, V.St.A

Ansprüche _f

Rotationspumpe mit einer eine Pumpkammer begrenzenden Gehäuseanordnung und einem Pumpelement, das in der Pumpkammer drehbar angeordnet ist und sich vergrößernde sowie sich verkleinernde Arbeitsmittelkammern bildet, wobei die Gehäuseanordnung einen mit den sich vergrößernden Arbeitsmittelkammern in Verbindung stehenden Arbeitsmitteleinlaß und einen mit den sich verkleinernden Arbeitsmittelkammern in Verbindung stehenden Arbeits mittelauslaß bildet, wobei das Pumpelement einen sich zusammen mit einer AntriebswelIe drehenden Rotor mit einer Mehrzahl von Schlitzen aufweist, von denen jeder einen radial bewegbaren Schieber aufnimmt, der so ausgestaltet ist, daß seine Radialbewegung das Volumen der benachbarten Arbeitsmittelkammer ändert, wobei die Pumpkammer von einer durchgehenden gekrümmten Wand fläche begrenzt ist, die eine Einlaßbogen fläche mit in der Drehrichtung des Rotors fortschreitend zunehmendem Radius sowie eine Auslaßbogen fläche mit fortschreitend abnehmen' dem Radius aufweist, wobei jeder Schieber beim Vorbeila, fen an der Auslaßbogen fläche einen vorderen Schieber bildet, der zusammen mit einem hinteren Schieber und der Auslaßbogen fläche die sich verkleinernde Arbeitsmittelkammer begrenzt, wobei das Volumen der sich verkleinern den Ar beitsmittelkammer gleichzeitig durch die radial

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FERNSPRECHER: 0*9/6011039 Λ ELEX= 512589 dpa i ■ KABEL: ELECTRICPATENT MÜNCHEN

einwärts gerichtete Bewegung des vorderen Schiebers vergrößert und durch den fortschreitend abnehmenden Radius der Auslaßbogenflache verkleinert wird, und wobei die Gehäuseanordnung eine Auslaßöffnung bildet, die derart angeordnet ist, daß sie eine Arbeitsmittelverbindung zwischen der sich verkleinernden Arbeitsmittelkammer und dem Arbeitsmittelauslaß zuläßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung (59) mit Bezug auf die Auslaßbogen fläche (65) so angeordnet ist, daß die Verbindung mit der sich verkleinernden Arbeitsmittelkammer (57) an der Stelle beginnt, an welcher die Abnahme (77) des Volumens der sich verkleinernden Arbeitsmittelkammer, verursacht durch den abnehmenden Radius der Auslaßbogenfläche, näherungsweise gleich der Zunahme (75) des Volumens der sich verkleinernden Arbeitsmittelkammer, verursacht durch die radial einwärts gerichtete Bewegung des vorderen Schiebers (29), ist.

Rotationspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Verminderung von Arbeitsmittelturbulenzen und Druckimpulsen die Auslaßöffnung (59) so gelegt ist, daß eine Verbindung zwischen der sich verkleinernden Arbeitsmittelkammer (57) und der Auslaßöffnung im wesentlichen verhindert ist, bis bei fortgesetzter Drehung des Pumpelements C25,) die sich verkleinernde Arbeitsmittelkammer beginnt, eine resultierende Volumenverkleinerung zu erfahren.

Rotationspumpe mit einer eine Pumpkammer begrenzenden Gehäuseanordnung und einem Pumpelement, das in der Pumpkammer drehbar angeordnet ist und sich vergrößernde sowie sich verkleinernde Arbeitsmittelkammern bildet, wobei die Gehäuseanordnung einen mit den sich vergrößernden Arbeitsmittelkammern in Verbindung stehenden Arbeitsmitteleinlaß und einen mit den sich verkleinernden Ar- I beitsmittelkammern in Verbindung stehenden Arbeitsmittelauslaß bildet, wobei das Pumpelement einen sich zusammen, mit einer AntriebswelIe drehenden Rotor mit einer Mehrzahl von Schlitzen aufweist, von denen jeder einen radial bewegbaren Schieber aufnimmt, der so ausgestaltet ist, daß seine Radialbewegung das Volumen der benachbarten Arbeitsmittelkammer ändert, wobei die Pumpkammer von einer durchgehenden gekrümmten Wand fläche begrenzt ist, die eine Einlaßbogen fläche mit in der Drehrichtung des Rotors fortschreitend zunehmendem Radius sowie eine Auslaßbogen fläche mit fortschreitend abnehmendem Radius aufweist, wobei jeder Schieber beim Vorbeilaufen an der A-uslaßbogenfläche einen vorderen Schieber bildet, der zusammen mit einem hinteren Schieber und der Auslaßbogen fläche ·. die sich verkleinernde Arbeitsmittelkammer begrenzt, wobei das Volumen der sich verkleinernden Arbeitsmittelkammer gleichzeitig durch die radial einwärts gerichtete Bewegung des vorderen Schiebers vergrößert und durch den fortschreitend abnehmenden Radius der Auslaßbogen fläche verkleinert wird, wobei die Gehäuseanordnung eine Auslaßöffnungsanordnung bildet, die derart beschaffen ist, daß sie eine Arbeitsmittelverbindung zwischen der sich verkleinernden Arbeitsmittelkammer und dem Arbeitsmittelauslaß zuläßt, und wobei die Auslaßöffnungsanordnung eine mit der sich verkleinernden Arbeitsmittelkammer in Verbindung stehende äußere Auslaßöffnung und eine mit dem benachbar-

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ten Rotorschiitz in Verbindung stehende innere Auslaßöffnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Auslaßöffnung (59) mit Bezug auf die Auslaßbogenflache (65) so angeordnet ist, daß die Verbindung mit der sich verkleinernden Arbeitszittelkammer (57) an der Stelle beginnt, an welcher die Abnahme (77) des Volumens der sich verkleinernden Arbeitsmittelkammer, verursacht durch- den abnehmenden Radius der Auslaßbogen fläche, näherungsweise gleich der Zunahme (75) des Volumens der sich verkleinernden Arbeitsmittelkammer, verursacht durch die radial einwärts gerichtete Bewegung des vorderen Schiebers (29), ist.

4. Rotationspumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jedem der Rotorschlitze (27) und dem zugehörigen Schieber (29) eine relativ enge Passung vorgesehen ist, die eine Arbeitsmittelverbindung zwischen den inneren und äußeren A-usl aßöffnungen (59) über die Rotorschlitze an dem Schieber vorbei im wesentlichen verhindert.

5. Rotationspumpe mit einer eine Pumpkammer begrenzenden Gehäuseanordnung und einem Pumpelement, das in der Pumpkammer drehbar angeordnet ist und sich vergrößernde sowie sich verkleinernde Arbeitsmittelkammern bildet, wobei die Gehäuseanordnung einen mit den sich vergrößernden Ar beitsmi ttelkammern in Verbindung stehenden Arbeitsmitteleinlaß und einen mit den sich verkleinernden Arbcitsmittelkammern in Verbindung stehenden Arbeitsmittelauslaß bildet, wobei das Pumpelement einen sich zusammen mit einer Antriebswelle drehenden Rotor mit einer Hehrzahl von

Schlitzen aufweist, von denen jeder einen radial bewegbaren Schieber aufnimmt, der so ausgestaltet ist, daß seine Radialbewegung das Volumen der benachbarten Arbeitsmittelkammer ändert, wobei die Pumpkammer von einer durchgehenden gekrümmten Wand fläche begrenzt ist, die eine Einlaßbogen fläche mit in der Drehrichtung des Rotors fortschreitend zunehmendem Radius sowie eine Auslaßbogen fläche mit fortschreitend abnehmendem Radius aufweist, wobei die Gehäuseanordnung eine Auslaßöffnung bildet, die derart angeordnet ist, daß sie eine Arbeitsmitte !verbindung zwischen der sich verkleinernden Arbeitsmittelkammer und dem Arbeitsmittelauslaß zuläßt, wobei jeweils zwei benachbarte Schieber zusammen mit der Auslaßbogen fläche die sich verkleinernde Ar beitsmittelkammer begrenzen, während der vordere Schieber über die Auslaßbogen fläche läuft, wobei das Volumen der sich verkleinernden Arbeitsmittelkammer durch die radial einwärts gerichtete Bewegung des vorderen Schiebers vergrößert sowie gleichzeitig durch den fortschreitend abnehmenden Radius der Auslaßbogen fläche verkleinert wird, wodurch es zu einer resultierenden Zunahme des Volumens der sich verkleinernden Arbeitsmittelkammer während der anfängli- ';-chen Bewegung des vorderen Schiebers über die Auslaßbogenfläche und- anschließend zu einer resultierenden Abnahmedes Volumens der sich verkleinernden Arbeitsmittelkam- \ mer kommt, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung < (59) mit Bezug auf die Auslaßbogenflache (65) so angeordnet ist, daß die Verbindung mit der sich verkleinernden ..-j Arbeitsmittelkammer (57) an der Stelle beginnt, an welcher die resultierende Zunahme (75) des Volumens der sich " verkleinernden Ar beitsmittelkammer aufhört und die resul- ; tierende Abnahme (77) des Volumens der sich verkleinernden

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Arbeitsmittelkammer beginnt.

6. Rotationspumpe nach einem der vorhergebenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Schieber (29) ein Glied aufweist, das im wesentlichen in Linienkontakt mit der Auslaßbogen fläche (65) steht.

7. Rotationspumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schieber eine Rolle (29) aufweist, die einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt hat.

8. Rotationspumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnungsanordnung (59) eine mit der sich verkleinernden Arbeitsmittelkammer (57) in Verbindung stehende äußere Auslaßöffnung und eine mit dem benachbarten Rotorschlitz (27) in Verbindung stehende innere Auslaßöffnung aufweist.

9. Rotationspumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jedem der Rotorschlitze (27) und dem zugehörigen Schieber (29) eine relativ enge Passung vorgese hen ist. die eine Arbeitsmittelverbindung von der inneren Auslaßöffnung und dem radial innen liegenden Teil des Rotorschlitzes an dem Schieber vorbei zu der sich verkleinernden Arbeitsmittelkammer (57) drosselt.