DE7404013U - Fluegelzelleneinrichtung, insbesondere -pumpe fuer fluessigkeiten - Google Patents

Description

Flügelzelleneinrichtung, insbesondere -pumpe für Flüssigkeiten

Die Erfindung betrifft eine Flügelzelleneinrichtung für flüssige Fördermedien, insbesondere Flügelzellenpumpe, mit einem mit in wenigstens angenähert radialen parallelwandigen Schlitzen gleitbaren Flügeln versehenen Rotor und einer den Rotor umgebenden zusammen mit ihm wenigstens einen sichelförmiger. Arbeitsraum radial einschließenden in sich geschlossenen Kurvenbahn mit Umfangsbereichen, in denen die Kurvenbahn gegenüber einer zum Dre^r.-- .^.trum des Rotors konzentrischen Kreisbahn beim Durchlaufen der Kurvenbahn in einer bestimmten Richtung (Betriebsdrehrichtung) eine radial nach außen gerichtete Neigung hat (Schluckbereich) und mit anderen Umfangsbereichen der Kurvenbahn, in denen die entsprechende Neigung radial nach innen gerichtet ist (Ausschubbereich), wobei der Rotor und die Flügel und vorzugsweise auch der die Kurvenbahn tragende Ring oder dergleichen miteinander axial eine gleiche Länge aufweisen und durch ebene achssenkrechte Flächen begrenzt sind, ferner mit zwei ebenen den Rotor mit den Flügeln und den Kurvenbahnring axial beidseitig dichtend einschließenden und den oder die Arbeitsräume axial begrenzenden Grundplatten sowie mit den oder die Schluckbereiche des Arbeitsraumes mit der Zufuhrleitung der Einrichtung verbindenden und den oder die Ausschubbereiche des Arbeitsraumes mit dem Abführkanal der Einrichtung

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verbindenden inneren Verbindungskanälen, ferner mit einer ungehinderten Arbeitsmediumzufuhr aus dem dem höheren Druckniveau unterliegenden Kanal von den beiden Kanälen Zufuhrbzw. Abführkanal oder dem oder den entsprechenden inneren Verbindungskanälen der Einrichtung (Hochdruckseite) zu den im oder in den Schluckbereichen liegenden Schlitzgründen des Rotors über Beflutungskanäle und mit einer gedrosselten Arjeitsmediumabfuhr aus den im oder in den Ausschubbereichen liegenden Schlitzgründei. des Rotors auf die Hochdruckseite der Einrichtung über Entleerungskanäle.

Bekannte Pumpen dieser Bauart werden zu allen möglichen Förder- und Druckerzeugungsaufgaben verwendet, so z.B. auch Zu^ Druckerzeugung bei hydraulischen Servolenkungen in Kraftfahrzeugen. Die Flügel dieser Flügeizeilenpumpen werden unter¹ dituäi'äm durch Flüssigkeitsdruck an die Kurvenbahn radial angedrückt. Und zwar unterliegen die Flügel der Fliehkraft, einem im Schlitzgrund herrschenden Flüssigkeitsdruck und eventuell noch bei bestimmten Bauarten dem Druck ■ einer Feder. Eine zuverlässige Flügelandrückung ist zum einwandfreien Füllen der Förderzellen und zur Druckerzeugung notwendig. Innerhalb des Saugbereiches sina die Flügel der eingangs erwähnten Art, abgesehen von der Fliehkraft und einer eventuellen Federanpressung, durch den von der Pumpe erzeugten Druck angepresst; im Druckbereich unterliegen sie einem im Schlitzgrund zurückgestauten Drude, der höher als der Förderdruck der Pumpe ist. Die beim Rotorumlauf radial hin und hergleitenden Flügel wirken nämlich zusammen mit den Rotorschlitzen wie eine Radialkolbenpumpe, deren Druckbereich bzw. deren Saugbereich umfangsmäßig mit den entsprechenden Bereichen der Flügelzellenpumpe phasengleich liegen. Dieser

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kleine durch die Pumpwirkung der Flügel hervorgerufene Nebenrörders trom wird im Druckbereich durch eine Drossel zurückge^ staut und bewirkt so die radiale Anpressung der Flügel an die Kurvenbahn. Es ist gewissermaßen eine zweite den Nebenförderstrom fördernde auf dem Förderniveau der Flügelzellenpumpe aufbauende Druckerhöhungsstufe gebildet, deren Förderst"ora zu Zwecken der Flügelanpressung ausgenutzt bzw. rückgestaut wird.

Vorteilhaft an den Flügelzellen ist ihr geräuscharmer Lauf kombiniert mit einem relativ einfachen Aufbau, wodurch die Pumpe billig und betriebssicher und wenig störanfällig ist. Diese Vorteile erschließen der Pumpe auch da Anwendungsmöglichkeiten, wo nur sehr kleine Fördermengen benötigt werden, z.B. bei der Servolenkung oder in der sogenannten Komfort-Hydraulik des Kraftfahrzeugbaus. Die kleinen Bauarten bringen aber einen Nachteil mit sich, der sich vor allem auch dann besonders gravierend bemerkbar macht, wenn die Pumpe in kalten Umgebungstemperaturen betrieben wird. Dieser Nachteil besteht darin, daß nach einer Betriebspause, in der die Pumpe und das fördermedium auf Umgebungstemperatur abgekühlt sind, die Pumpe erst oberhalb einer bestimmten von der ölzähigkeit abhängenden Initialdrehzahl zu fördern beginnt und beim Überschreiten dieser Drehzahl ein Druckaufbau in der Förderleitung schlagartig einsetzt. Dies rührt daher, daß zum einen die Flügel bei jedem Rotorumlauf durch die Kurvenbahn zwangsläufig wenigstens einmal radial wieder nach innen geschoben werden und daß zum anderen, solange die Pumpe selber noch nicht fördert, sich die flügelanpressenden Flüssigkeitsdrücke nicht aufbauen können, sondern lediglich die Fliehkräfte wirksam sind. Im übrigen ist ein Federeinbau

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im Schlitzgrund bei kleinen Pumpenbauarten nicht vertretbar. Bei kleineren Pumpenbauarten erreichen die Fliehkräfte wegen des geringen Flügelgewichtes, z.B. 2 bis 3 Gramm, erst bei relativ hohen Drehzahlen nennenswertes Ausmaß. Die Fliehkraft muß nämlich nicht nur die Klebekraft des Öles über-

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winden, sondern sie muß auch so groß sein, daß/das zähflüssige Öl in der kurzen Zeit während des Durchlaufes eines Flügels durch den Saugbereich das Verdrängungsvolumen des Flügels in den Schlitzgrund anzusaugen vermag* Dazu muß die Pumpe wenigstens kurzzeitig die Initialdrehzahl überschritten haben, bei der aufgrund des Fliehkrafteinflusses diese Ölkräfte überwunden werden. Je kalter und zäher das öl ist, um so höher liegt diese Initialdrehzahl, und zwar nicht nur, weil das Öl zäher ist, sondern auch, weil bei den höheren Drehzahlen die Auffüllzeiten der Schlitzgründe kürzer sind. Dies kann bei besonders tiefen Temperaturen dazu führen, daß das im Pumpeninneren befindliche öl und die Pumpenteile durch ein leeres Durchdrehen der Pumpe aufgrund des Reibungsverlustes zunächst erst einmal aufgewärmt werden müssen, damit das öl eine geringere Zähigkeit annehmen kann. Sind dann einmal nach Oberschreiten der Initialdrehzahl die Flügel des Rotors angedrückt, se beginnt die Pumpe zu fördern und es kann sich in der Förderleitung ein Druck aufbauen; dieser Druck preßt dann auch die Flügel mit an. Da dieses Einsetzen der Förcerung und des Druckaufbaus bei hohen Punpendrehzahlen vonstatten geht, erzeugt die Pumpe bei Förderbeginn einen kräftigen Druckstoß.

Die Flügelzellenpumpen der eingangs genannten Art beginnen aus dem abgekühlten Zustand heraus zunächst nur mit Dreh-

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zahlmäßiger und/oder zeitlicher Verzögerung zu Arbeiten und die Förderung und der Druckaufbau setzen stoßartig ein. Dies ist, wenn nicht für das von der Pumpe zu versorgende Hydrauliksystem unzulässig, so doch zumindest sehr störend. Diese Druckstöße können mit der Zeit Folgeschäden hervorrufen. Bei der Anwendung auf Servolenkungen kann dieser Druckstoß, der sich als kräftiger Ruck am Lenkrad auswirkt, zu einem Erschrecken des Fahrers und zu einer Beunruhigung über die Funktionssicherheit des Lenksystems führen= Die erwähnten Anlaufschwierig2<eiten können auch bei Flügelzelleneinrichtungen auftreten, die auch als Hydraulikmotor verwendet werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Einrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß die die fl.ügel^npressenden Flüssigkeitsdrücke sich auch bei zähem Fördermedium schon bei sehr kleinen Drehzahlen aufbauen können. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Arbeitsmediunabfuhr wenigstens teilweise über einen Umweg über wenigstens einen Teilbereich der axialen Erstreckung der im oder in den Schluckbereichen liegenden Schlitzgründen des Rotors erfolgt und daß die ßeflutungskanäle zu diesen Schlitzgründen an einer in Strömungsrichtung der Arbeitsmediumabfuhr gegenüber der Anschlußstelle der Entleerungskanäle stromab liegenden Axialposition der Schlitzgründe in diese einmünden.

Das System Kurvenbahn, Flügel und Rotorschlitze kann - wie bereits erwähnt - als eine kleine Radialkolbenpumpe bzw. -motor aufgefaßt werden. Dank des erfindungsgemäßen Uir.v/eges der Abfuhr des Fördermediums dieser Radialkolbeneinrichtunj aus den sich verkleinernden Schlitzgründen in Ausschubbereich des Rotors über die im Schluckbereich des Rotors liegenden

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Schlitzgründe ist die Ablaufseite dieser Radialkolbenpumpe bzw. des -motors mit deren Schluckseite wenigstens teilweise kurzgeschlossen und das im Ausschubbereich aus den Schlitzgründen zwangsläufig verdrängte Volumen wird zunächst in die sich erweiternden im Schluckbereich liegenden Schlitzgründe gefördert und kann dort ein Druckpolster aufbauen, das die Flügel nach außen schiebt. Die in den Schlitzgründen befindlichen Olvolumen werden also innerhalb des Rotors hin und herbefördert, ohne daß nach außen eine Förderung feststellbar wäre. Der weiter oben erwähnte Nebenstrom ist in sich kurzgeschlossen. Lediglich an den im Schluckbereich liegenden Schlitzgründen ist das kurzgeschlossene ' System an die Hochdruckseite der eigentlichen Flügelzellenj einrichtung angeschlossen, um von dort einen dem Hochdruckniveau der Pumpe bzw. des Motors entsprechenden Druck zu überlagern und um Leckverluste in dem kurzgeschlossenen System ergänzen zu können.

Die Vorteile der Erfindung bei einer Anwendung auf Pumpen sind, daß die Förderung der Pumpe b«i deren Anlauf schon bei sehr geringen Drehzahlen auch bei zähem Cl und bei tiefen Kältegraden einsetzt und/entsprechend dem mit der Drehzahl zunehmenden Förderstrom sich - jem nachgeschalteten Hydrauliksystem zwar weich und kontrollierbar aber sehr frühzeitig ein Druck aufzubauen beginnt. Das frühzeitige und weiche Einsetzen der Förderwirkung beseitigt außerdem beim Törderbeginn ünterdruckstöße auf dev Pumpensaugseite auf die bei Kälte zähe Flüssigkeit. Bisher konnten Unterdruckstöße beobachtet werden, die aufgrund der ölzähigkeit nicht schnell genug durch sonstiges Nachfließeri von Arbeitsöl aus dem Hydrauliksystem abgebaut werden konnten und zu unzulässig hohen unterdrücken im Saugraum über unzulässig lange

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Zeiträume hinweg führten. Normalerweise ist die Wellendichtung an der Durchtrittsstelle der Pumpenwelle durch das Gehäuse mit aem baugraum der Pumpt= verbunden, so daß die Unterdrücke bein; Pumpenstart bis an die Wellendichtung weitergeleitet wurden. Bei unzulässig hohen und unzulässig lang andauernden Druckunterschreitungen kann aber dadurch die Dichtlippe von der PuiTipenwelle abgehoben und Luft, Wasser oder Schmutz in duJ Arbeitsül eingaschnüffeit werden. Dies führt nicht nur zu (^verunreinigungen, Pumpenverschleiß und vorzeitiger ölalterung, sondern auch zu einer vorübergehenden störenden Geräuschbe-1-istigung, bis die eingeschnüffeiten Lufteinschlüsse wieder aus dem öl ausgeschieden sind. Der frühzeitige und weiche Förderbeginn der Pumpe erlaubt es auch, Ölsorten höherer Viskosität und besserer Schmiereigenschaften zu verwenden als bisher, wodurch die Laufeigenschaften der Pumpe, ihre Lebensdauer und ihr voiumetrischer wirkungsgrad verbessert werden. Bei der Anwendung derartiger Pumpen auf Kraftfahrzeug-Servolenkungen ergeben sich als Folge davon die Vorteile, daß nach einem Kaltstart die Lenkunterstützung sofort vorhanden und daß der störende Drehstoß am Lenkrad vermieden ist. Da. eine Wartezeit auf das Einsetzen der Lenkhilfe entfällt, entfällt auch ein Übergang von Servofreier zu unterstützter Lenkung, der auch ohne ruckartigen Obergang ein 'JnsicherheitsinOiT.ent darstellt, da die durch den Fahrer erforderlichen Lenkkräfte sich dabei ändern und ein unwillkürliches "verreißen" des Steuerrades möglich ist.

In konstruktiv besonders einfacher Weise kann dieser erfindungsgesäSe Kurzschluß der Förder- bzw. Saugräume des als Radialpumpe wirkenden Systems der Flügel und Schlitzgründe im Rotor sowie die Drucküberlagerung der Flügelzellenpumpe an der Saugseite dieser "rtebenpumpe" dadurch

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bewirkt werden, daß alle Schlitzgründe des Rotors durch wenigstens einen Ringkanal, insbesondere eine Ringnut untereinander strömUngsjnäÄig in Verbindung stehen und daß nur die im oder in den Schluckbereichen liegenden Schlitzgründe des Rotors unmittelbar mit der Hochdruckseite der Einrichtung in Verbindung stehen und daß die Verbindungsstellen des Ringkanales mit den Schlitzgründen einen axial möglichst großen Abstand von der Verbindungsstelle der Beflutungskanäle mit den Schlitzgründen haben. Der große Axialabstand des den Strömungskurzschluß bewirkenden Ringkanales einerseits und der drucküberlagernden Beflutungsleitung andererseits bewirkt, daß das im Druckbereich verdrängte Fördervolumen der "Nebenpumpe" zu einem möglichst hohen Anteil in deren Saugbereich wieder aufgenommen wird, bevor ihm die Möglichkeit gegeben istj in den Pruckstutsfn der Hauptpumpe abzufließen. Eine Auswärtsbewegung der Flügel im Saugbereich der Flügelzellenpumpe wird damit möglichst zuverlässig erreicht. Um diesen Effekt noch zu verstärken, kann vorgesehen werden, daß die Schlitztiefe und die Kontur der dem Schlitzgrund zugekehrten Flügelkante sowie die des Schlitzgrundes selber so gestaltet sind, daß der verbleibende offene Querschnitt zwischen Flügelkante und Schlitzgrund in der am weitesten radial zurückgeschobenen Stellung des Flügels möglichst klein ist. Aufgrund dieser engen Gestaltung der Abströmwege aus den Förderräumen der Nebenpumpe ist die Möglichkeit bzw. das Bestreben, diese Wege aufzuweiten, d.h., die Flügel aus den Schlitzen radial herauszuschieben, noch vergrößert.

Der axiale Abstand von Kurzschlußleitung und Beflutungsleitung und somit die Druckwirkung auf die Flügel ist dann besonders groß, wenn die Verbindungsstellen des Ringkanales bzw. der

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Befluttmgskanäle mit den Schlitzgründen an den beiden axial gegenüberliegenden Stirnseiten des Rotors angeordnet sind.

In konstruktiv besonders einfacher Weise kann der Ringkanal als eine sich zu einem der beiden achssenkrech ten Spalte zwischen Rotorstirnseite und entsprechender Grundplatte (Entleerungsseite) hin öffnenden in den Rotor oder in die eine der Grundplatten axial eingearbeitete Ringnut ausgebildet sein und es können die Verbindungsstellen der Beflutungskanäle mit den Schlitzgründen als je eine an sich bekannte axial in die andere Grundplatte (Beflutungsseite) eingearbeitete kreisbogenförmige sich umfan^snäßig über den oder die Schluckbereiche erstreckende Ausnehmungen ausgebildet sein, wobei lediglich die Ausnehmung(en) mit der Hochdruckscite der· Einrichtung eine behinderungsfreie Verbindung aufweisen;

Damit die axial auf den Rotor· einwirkenden Flüssigkeitskräfte sich gegenseitig weitgehend aufheben können, kann zweckmäßigerweise vorgesehen sein, daß die in die Grundplatte auf der Beflutungsseite des Rotors eingearbeiteten Ausnehmungen hinsichlich der dem achssenkrechten Spalt zwischen Rotor und Platte zugekehrten offenen Fläche wenigstens in etwa flächengleich mit der entsprechenden Fläche der Ringnut ausgebildet sind.

Un einerseits bei Minimaldrehzahl der Pumpe noch eine einwandfreie Flügelanpressung zu erzielen, um aber andererseits bei Höchstdrehzahl der Pumpe die Flügelanpressung nicht unzulässig hoch ansteigen zu lassen, ist es ratsam, den radial genommenen Querschnitt der Ringleitung hinsichtlich seiner offenen Querschnittsfläche so zu wählen, daß

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der aufgrund der Förderwirkung der radial in den Rotorschlitzen gleitenden Flügel sich einstellende Nebenförderstrom bei ilinimaldrehzahl der Pumpe zwar noch einen spürbaren Rückstau erfährt, daß andererseits aber der Rückstau dieses Nebenförderstromes bei Maximaldrehzahl der Pumpe noch weit genug unterhalb derjenigen Grenze bleibt, bei der die radiale Anpressung der Flügel an die Kurvenbahn aufgrund des Rückstaues ein Fressen d4'rTeile hervorzurufen droht. Der Querschnitt der Ringnut (Kurzschlußleitung) bewirkt den für die Anpressung der Flügel im Druckbereich verantwortlichen Rückstau des kurzgeschlossenen Förderstromes der "Nebenpurr.pe". Dieser Querschnitt muß daher entsprechend nach den oben dargelegten Hinweisen ausgelegt werden. Hierfür stehen dem Durchschnit csf achinann, ohne erfinderisch tätig werden zu müssen, zuiuutbare Versuchsinö^lichkeiten, Erfahrungswerte und dergleichen zur Verfügung, so daß er mit den obigen Hinweisen eine im konkreten Fall zielführende Anweisung erhalten hat.

Die Erfindung ist anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausfünrungsbeispieles im folgenden noch näher erläutert; dabei zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt entlang der Rotationsachse durch eine Flügelzellenpumpe mit erfirdungsgemäßer Abfuhr des Arbeitsmediums aus den Schlitzgründen des Rotors,

Fig. 2 einen achssenkrechten Querschnitt durch die Pumpe nach Fig. 1 entlang der Linien II-II,

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Fig. 3+4 je eine Grundplatte zur axialen Begrenzung der sichelförmigen Arbeitsräume der Pumpe, i:i die die Zu- und Abführkanäle für die Arbeitszellen und die Seflutungs- und Entleerungskanäle bzw. der Ringkanal für die Schlitzgründe eingearbeitet sind, jeweils in axialer Ansicht auf die dem Rotor zugekehrte Seite und

Fig. .5 einen Schnitt durch die Grundplatte nach Fig. U entlang dem Linienzug V-V.

Die in den Figuren 1 u.2 dargestellte Pumpe weist ein Pumpengehäuse 1 auf, in welchem die Antriebswelle 2 gelagert und die wesentlichen Pumpenteile untergebracht sind. Diese sina der auf die Welle 2 verdrehfest aufgesteckte Rotor 3 mit den Flügeln 4 sowie die beiden Grundplatten 5 und 6 (Fig. 4 bzw. Fig. 3) und der Kurvenring 7. Die Druckplatten könnten - nebenbei bemerkt - in einer anderen Ausführung der Erfindung auch Bestandteile des Pumpengehäuses oder eines Gehäuseteiles sein. Die letzten drei genannten Teile sind durch die Haltestifte 8 in einer definierten gegenseitigen Umfangs- und Radiallage gehalten und gegen Radialbewegungen und gegen Verdrehen gesichert. Axial ist die Montageöffnung des Pumpengehäuses durch den mit einem Federring 9 gesicherten Verschlußdeckel 10 dichtend (Dichtring 11) verschlossen. Durch eine zwischen den Deckel 10 und die obere-Grundplatte 5 eingebrachte Druckfeder 12 erhalten die Hauptteile 3 bis 6 der Pumpe eine axiale druckunabnängige Grundanpressung. Die obere Grundplatte 5 ist außerdem dichtend (Dichtring 13) im Pumpengehäuse untergebracht und trennt die Druckseite der Pumpe (Raum 14) von deren ZulaufSeite (Ringraum 15). Beide Räumn sind über die Anschlüsse 16 bzw. 17 an ein Hydrauliksystem anschließbar.

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Durch den im Druckraum 14 herrschenden Förderdruck der Pumpe - die Hochdruckseite der Flügelzelleneinrichtung - wird auf die obere Grundplatte hydraulisch eine dem Niveau dieses Druckes entsprechende Kraft ausgeübt, die die Hauptteile 3 bis 6 der Pumpe axial entgegen den. im Innern der Pumpe herrschenden Druckkräften dichtend zusammendrückt.

Im Rotor 3 sind axialverlaufende radialstehende parallelwandige Schlitze 18 eingearbeitet, in die planparallele rechteckige Metallplatten, die sogenannten Flügel 4 eingesetzt sind, die mit geringem definiertem Spiel radial darin gleiten können. Die Flügel sind in Achsrichtung exakt so lang wie der Rotor 3 und der Kurvenring 7. Die Innenkontur 19 des Kurvenringes ist nach einem bestimmten geschlossenen Kurvenverlauf oval ausgebildet, so daß sich zwischen Rotor und Kurvenbahn 19 zwei sichelförmige Arbeitsräume 20 ergeben, die beim Umlauf des Rotors von den diese Arbeitsräume in Zellen unterteilenden Flügeln in Umlaufrichtung durcheilt werden. Die Kurvenbahn 19 ist in den Bereichen der Linie 21 beim Durchlauf des Rotors in Richtung des Pfeiles 22 zur Umfangsrichtung radial nach außen geneigt und die zwischen den Flügeln 4 gebildeten Förderzellen vergrößern sich in diesem Bereich (Schluckbereich). Durch entsprecnende Ausnehmungen 2 3 und 24 an der unteren (Fig. 3) bzw. der oberen Grundplatte (Fig.. 4) erhält der Schluckbereich der sichelförmigen Arbeitsräume unmittelbaren Anschluß an den ringförmigen Zulaufraum 15. Diese Ausnehmungen stellen die inneren Verbindungskanäle der Schluckseite der Arbeitsräume mit dem Ringraum 15 dar. Im Winkelbereich der Linie 2 ist die Kurvenbahn 19 zur Umfangsrichtung radial nach innen geneigt, so daß sich beim Rotorumlauf die Förderzellen in

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diesem Bereich verkleinern. Das in ihnen enthaltene Förder- ; medium wird beidseitig axial ausgeschoben, wobei es auf dtr · in Fig. 1 obenliegenden Rotorseite über die durchgehenden Ausnehmungen 2 6 in Platte 5 und an der unteren Seite über

die als Vertiefung ausgebildeten Ausnehmungen 2 7 in Platte 6, S über die Rückkehrbohrungen 2 8 im Kurvenring 7 und ebenfalls über die Ausnehmungen 2 6 in den Druckraum 14 gelangen kann.

Die beim Rotorumlauf der Innenkontur 19 des Kurvenringes radial folgenden Flügel 4 wandern beim Durchlauf durch den Schluckbereich 21 in den Rotorschlitzen radial nach außen und die entsprechenden sich dabei erweiternden Schlitzgründe 29 füllen sich über die Kreisbogenförmigen sich über den Winkelraum des Schluckbereiches erstreckenden und auf dem Radius der Schlitzgründe angeordneten und mit dem Druck-. raum 14 behinderungsfrei in Verbindung stehenden Ausnehmungen 30 auf, die die Beflutungskanäle für die den Schluckbereich durchlaufenden Schlitzgründe darstellen. Diese Beflutungskanäle sind nur in einer und zwar in der oberen Grundplatte 5 angebracht. Die dem oberen Spalt zwischen Rotor 3 und Grundplatte 5 zugekehrte Rotorseite ist daher die Beflutungsseite, von der aus - falls erforderlich - Schlitzgründe des Rotors von außen beflutet werden. Durch diesen ungehinderten Zutritt des Arbeitsmediums zu den Schlitzgründen im Schluckbereich wird auf die Flügel 4 ein dem Hochdruckniveau im Raum 14 entsprechender Flüssigkeitsdruck ausgeübt und außerdem ein rasches Befluten dieser sich erweiternden Räume ermöglicht.

Beim Durchlaufen der Rotorflügel 4 durch einen Ausschubbereich

der Pumpe werden diese durch den Verlauf der Kurvenbahn 19

zwangsweise radial nach innen verschoben und/dabei Flüssigkeit

aus den sich verkleinernden Volumina der Schlitzgründe verdrängt.

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Dieses verdrängte Arbeitsmedium kann bei der dargestellten Pumpe aus den Schlitzgründen lediglich einseitig axial austreten und zwar in die in die untere Grundplatte auf dem Durchmesser der Schlitzgründe angebrachten Ringnut 31 hinein. Da^ die Ringnut 31 nur in der unteren Grundplatte angebracht ist, können sich die Schlitzgründe des Ausschubbereiches axial nur zu dieser Seite des Rotors hin entleeren (Entleerungsseite des Rotors). Diese Ringnut 31 stellt einen Teil der Entleerungsleitung für die der« Ausschubbereich durchlaufenden sich verkleinernden Schlitzgründe dar. Die Schlitzgründe in diesem Bereich stehen nämlich über einen Teil der Ringnut, über die sich im Schluckbereich befindlichen Schlitzgründe und über die Beflutungsausnehmungen 30 mit dem Druckraum 14 in Verbindung. Von den Flügeln im Ausschubbereich aus den Schlitzgründen verdrängtes Arbeitsöl muß also über einen Umweg durch die sich im Schluckbereich befindlichen Schlitzgründe entweichen. Da die sich hier befindlichen Schlitzgründe sich aber gerade erweitern, sind sie in der Lage, das anderenorts verdrängte Öl aufzunehmen. Es wird also durch die Ringnut 31 ein Leitungskurzschluß zwischen den sich erweiternden und den sich verkleinernden Schlitzgründen geschaffen. Durch die Ringnut strömt st.. _j.g öl aus dem Avisschubbereich in den Schluckbereich. Im Gegenzug dazu wird in den Schlitzgründen des Rotors ständig Öl in der umgekehrten Richtung befördert. Durch die Kurzschlußleitung ist ein in sich geschlossenes System geschaffen, dem von außen lediglich der Förderdruck der Pumpe überlagert wird und dem eventuelle Leckmengen zugeführt werden. Durch die entsprechende Bemessung des Strömungs.^uerschnittes der Kurzschlußleitung (in Fig. 1 sichtbar) kann auf die kurzgeschlossene Strömung eine gewisse Stauwirkung ausgeübt werden, dergestalt, daß auf die sich im Ausschubbereich befindlichen

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radial nach innen wandernden Rotorflügel eine eindeutig nach außen gerichtete Rückstau- und Andrückkr>sft ausgeübt wird. Durch Bemessung der dem Spalt auf der Entleerungsseite des Rotors zugekehrten Fläche der Ringnat 31 (in Fig. 3 sichtDar) kann erreicht werden, daß die von den Ausnehmungen 30 von der Beflutungsseite axial auf den Rotor einwirkenden Kräfren mit den durch den Druck in der Ringnut 31 von der Entleerungsseite axial auf ihn einwirkenden Kräften ausgeglichen sind.

Durch die eine unmittelbare Verbindung der Schlitzgründe zwischen Schluck- und Ausschubbereich herstellende .Kurzschlußleitur.g 31 ist erfindungsgemäß bewirkt, daß das im /lusschubbereich aus den Schlitzgründen verdrängte öl zunücnst durch die im Schluckbereich liegenden Schiitzgründe strömen muß, bevor das Ol die Möglichkeit eines Entströmens in den Druckraun IM- hat. Dadurch wird insbesondere bei kaltem zähflüssigen und klebrigen Arbeitsmedium auf die im Schluckbereich befindlichen Rotorflügel eine von der Drehzahl und vom Druckaufbau im Raum 14 unabhängige Kraft aufgebaut, was ein Einsetzen der Pumpwirkung beim Start sehr begünstigt und die Initialdrehzahl stark herabsetzt. Ein frühzeitiger und sanfter Druckaufbau schon bei sehr kleinen Drehzahlen ist das Ergebnis. Damit das aus den Ausschubbereich-Schlitzgründen über die Schluckbereich-Schlitzgründen abströmende 01 einen möglichst großen Strömungswiderstand vor dem Austritt in den Raum 14 erhält und die radiale nach außen gerichtete Druckkraft auf die im Schluckbereich befindlichen Rotorflügel möglichst groß ist, ist zum einen die gesamte verfügbare Länge der Schlitzgründe mit in die Entleerungswege einbezogen und es ist aufgrund einer entsprechenden Gestaltung von Schlitztiefe, radialer Flügel-

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erstreckung und Form der Flügelhinterkante zum anderen dafür gesorgt, daß die Entleerungsquerschnitte (in Fig. 2 sichtbar) möglichst klein sind.

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Claims (1)

1. Flügelzellen für flüssige Fördermedien, insbesondere Flügelzellenpumpe, mit einem mit in wenigstens angenähert radialen parallelwandigen Schlitzen gleitbaren Flügeln versehenen Rotor und einer den Rotor umgebenden zusammen mit ihn; wenigstens einen sichelförmigen Arbeits-. raum radial einschließenden in sich geschlossenen Kurvenbahn mit Urrfangsbereichen, in denen die Kurvenbahn gegenüber einer z'im Drehzentrum des Rotors konzentrischen Kreisbahn beim Durchlaufen der Kurvenbahn in einer bestimmten Richtung (Betriebsdrehrichtung) eine radial nach außen gerichtete Neigung hat (Schluckbereich) und mit anderen Umfangsbereichen der Kurvenbahn, in denen die entsprechende Neigung radial nach innen gerichtet ist (Ausschubbereich), wobei der Rotor und die Flügel und vorzugsweise auch der die Kurvenbahn tragende Ring oder dergleichen untereinander axial eine gleiche Länge aufweisen und durch ebene achssenkrechte Flächen begrenzt sind, ferner mit zwei ebenen den Rotor mit den Flügeln und den Kurvenbahnring axial beidseitig dichtend einschließenden und den oder die Arbeitsräume axial begrenzenden Grundplatten sowie mit den oder die Schluckbereiche des Arbeitsraumes mit der Zufuhrleitung der Einrichtung verbindenden und den oder die Ausschubbereiche

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des Arbeitsraumes mit dem Abführkanal der Einrichtung, verbindenden inneren Verbindungskanälen, ferner mit einer ungehinderten Arbeitsrr.ediunzuf uhr aus dem dem. höheren Druckniveau unterliegenden Kanal von den beiden Kanälen Zufuhr- bzw. Abführkanal oder den oder den entsprechenden inneren Verbindungskanälen der Einrichtung (Hochdruckseite) zu den im oder in den Schluckbereichen liegenden Schlitzgründen des Rotor? über Deflutungskanäle und niit einer gedrosselten Arbe^tsmediuTaabfuhr aus den im oder in den Ausschubbereicnen liegenden Schlitzgründen des Rotors auf die Hochdruckseite der Einrichtung über Entleerungskanäle, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsmediumabfuhr wenigstens teilweise über einen Umweg über wenigstens einen Teilbereich der axialen Erstreckung der im oder in den Schluckbereichen (21) liegenden Schlitzgründen des Rotors (3) erfolgt und daß die Beflutungskanäle (30) zu diesen Schlitzgründen an einer in Strömungsrichtun,? der Arbeitsmediumabfuhr gegenüber der Anschlußstelle der Entleerungskanäle stromab liegenden Axialposition der Schlitzgründe in diese einmünden.

Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Schlitzgründe des Rotors (3) durch wenigstens einen Ringkanal (31), insbesondere eine Ringnut untereinander strömungsmäßig in Verbindung stehen und daß nur die im oaer in den Schluckbereichen (21) liegenden Scnlitzgründe des Rotors (3) unmittelbar mit der Hechdruckseite (IU) der Einrichtung in Verbindung stehen und daß die Verbindungsstellen des Ringkanales (31) mit den Schlitzgründen einen axial möglichst großen

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Abstand von der Verbindungsstelle der Beflutungskanäle (30) mit dem Schlitzgründen hat.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitztiefe und die Kontur der dem Schlitzgrund zugekehrten Flügelkante sowie die des Schlitzgrundes selber so gestaltet sind, daß der verbleibende offene Querschnitt zwischen Flügelkante und Schlitzgrund in der am weitesten radial zurückgeschobenen Stellung des Flügels möglichst klein ist. ' ·

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Verbindungsstellen des_Ring-

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gründen (29) an den beiden axial gegenüberliegenden Stirnseiten des Rotors (3) angeordnet sind.

Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkanal als eine sich zu einem der beiden achssenkrechten Spalte zwischen Rotorstirnseite und entsprechende Grundplatte (5 oder 6) (Entleerungsseite) in öffnenden in den Rotor (3) oder in die eine der Grundplatten (5 bzw. 5) axial eingearbeitete uingnut (31) ausgebildet ist und daß die Verbindungsstellen cer Bef lutungskanäle (30) ir.it den Schlitzgründen (29)' als je eine an sich bekannte axial in die andere Grundplatte (Beflutungsseite) eingearbeitete kreisbogenförmige sich umfangsmäßig über den oder die Schluckbereiche erstreckende Ausnehmung ausgebildet sind, wobei lediglich die Ausnehmung(en) nit der Hochdruckseite (14) der Einrichtung eine behinderungsfreie Verbindung (30) aufweisen.

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6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Grundplatte (5) auf der Beflutungsseite des Rotors (3) eingearbeiteten Ausnehmungen (30) hinsichtlich der dem achssenkrechten Spalt zwischen Rotor (3) und Platte (5) zugekehrten offenen Fläche wenigstens in etwa flächengleich mit der entsprechenden Fläche der Ringnut (31) ausgebildet sind.

7. Pumpe nach einem .der Ansprüche 4 bis 6, dadurc.h gekennzeichnet, daß der radial genommene Querschnitt der Ringleitung (31) hinsichtlich seiner offenen Querschnittsfläche so gewählt ist, daß der aufgrund der Förderwirkung der radial in den Rotorschlitzen (18) gleitenden Flügel ([U) sich einstellende Nebenförderstrom bei Minimaldrehzahl der Pumpe zwar noch einen spürbaren Rückstau erfährt, daß andererseits aber der Rückstau dieses rJebenförderstromes bei Maximaldrehzahl der Pumpe noch weit genug unterhalb derjenigen Grenze bleibt,! bei der die radiale Anpressung der Flügel (Ό an die Kurvenbahn (19) aufgrund des Rückstaus ein Fressen der Teile hervorzurufen droht.

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