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Drehkölbenpumpe Diese Erfindung bezieht sich auf Rotationsflügelpumpen,
d. h. auf Pumpen mit exzentrischem Rotor und radial gleitenden Flügeln, die einen
sichelförmigen Arbeitsraum durchfahren.
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In einer Pumpe nach der Erfindung werden diFlügel durch den von der
Pumpe selbst erzeugten-Flüssigkeitsdruck dichtend gegen die Zylinderwand gedrückt;
dabei werden insbesondere die Flügel in der Nähe des Auslaßkanals mit größerem Druck
gegen die Zylinderwandung gedrückt als die Flügel in der Nähe des Einlaßkanals.
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Ein Hauptmerkmal der Erfindung bildet ein Raum zur Aufnahme der Flüssigkeit
am inneren Ende jedes radialen Schlitzes, in dem ein Flügel gleitet, wobei zwei
voneinander getrennte bogenförmige Nuten mit diesen Räumen in Verbindung stehen,
so daß der radiale Anpressungsdruck der Flügel an die Innenwand des Arbeitsraumes
reguliert werden kann. Eine der beiden Nuten, die für die Flügel in der Gegend des
Einlaßkanals bestimmt ist, steht mit dem Auslaßkanal der Pumpe derart in Verbindung,
daß die von der Pumpe gelieferte Druckflüssigkeit gegen die inneren Enden aller
dieser Flügel wirkt. Die Flügel in der Gegend des Auslaßkanals dagegen werden nach
innen bewegt und arbeiten dabei als Kolben. Sie üben einen Druck auf die Flüssigkeit
aus, die in den Räumen am Ende der betreffenden Schlitze eingeschlossen ist, und
können dadurch einen übermäßigen Widerstand erleiden.
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Ein kalibrierter Auslaß aus dieser gekrümmten Nut im Bereich des Auslaßkanals
begrenzt diesen Widerstand gegen die nach innen gerichtete Bewegung der Flügel auf
ein bestimmtes Maß.
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Auf der Zeichnung, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
offenbart, ist Fig. i eine Draufsicht auf die Pumpe, Fig. 2 ein Schnitt längs der
Linie 2-2 in Fig. i,
Fig. 3 ein Schnitt längs der Linie 3-3 in Fig.
1, Fig. 4 ein Schnitt längs der Linie 4-4 in Fig. i, Fig. 5 ein Schnitt ähnlich
dem der Fig. 4 läng der Linie 5-5 in Fig. i und Fig. 6 eine schematische Darstellung
der Pumpe. die den Rotor und den Zylinder mit den zugehörigen Flüssigkeitskanälen
zeigt.
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Die in der Zeichnung dargestellte Pumpe kam: z. B. durch den Anlasser
einer Brelmkrafttnaschim: eines Kraftfahrzeuges angetrieben werden, uni dis Druckflüssigkeit
zu liefern, die z. B. ein Schiebe-(lach oder einen Fensterheber betätigt.
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Die Pumpe besteht aus einem Pumpenkörper mit einer Bohrung in der
Mitte für die Antriebswelle 21 eines Elektromotors (nicht dargestellt). In der glatten
Seitenfläche 22 des Pumpenkörpers 20 befindet sich eine kreisrunde Ausnehcnung
2 ,3,
die zu der Welle 21 exzentrisch angeordnet ist (Fig. 6). Auf dem Pumpenkörper
ist ein Deckel 24 mit Bolzen 25 befestigt. Die Befestigungsbolzen 20 gehen durch
Deckel 24 und Pumpenkörper 2o hindurch in den Rahmen des Elektromotors hinein. In
einer Ringnut der Oberfläche 22 liegt der Dicütungsring 27. Die Ausnehmung 23, die
an einer Seite mit dem Deckel 24 verschlossen ist, bildet sb den Zylinder oder Arbeitsraum
der Pumpe. In diesem Zylinder 23 sitzt ein scheibenförmiger Rotor 30 fest
auf der Welle 21, die exzentrisch im Zylinder 23 angeordnet ist. Der Rotor 3o berührt
die Zylinderwand auf einer Linie 31 und bildet so innerhalb des Zylinders 23 eine
sichelförmige Verdrängungskammer 32 für das Fördermedium.
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Zwischen dem Deckel 24 und der `Felle 21 ist ein Kugeldrucklager 33
zur Aufnahme des Enddruckes der Welle 21 vorgesehen.
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Statt die Welle exzentrisch im Zylinder anzuordnen, kann sie auch
konzentrisch gelagert sein und ein Ringfutter in den Zylinder eingepaßt werden,
der eine exzentrische Innenbohrung hat, die den eigentlichen Zylinderraum bildet.
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Der Rotor 30 (Fig. 6) besitzt mehrere auf einer Kreislinie angeordnete
Bohrungen 40, 41, 42, 43, 44 und 45, die in Schlitze übergehen, in denen sich die
Flügel 5o bis 55_ gleitend hin und her bewegen, wenn der Rotor umläuft.- Die äußeren
Endflächen der Kolben gleiten an der Innenwandung des Zylinders 23 entlang.
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Die glatte Innenseite des Deckels 24 weist mehrere voneinander getrennte,
bogenförmige Nuten 6o, 61, 65, 66 auf. Zwei dieser Nuten 6o und 61 liegen konzentrisch
zum Zylinder 23 und sich einander gegenüber. Die Nut 6o steht in direkter Verbindung
mit der einen Seite des sichelförmigen Arbeitsraumes 32 und besitzt einen Einlaß
62 (Saugseite:)
für die Flüssigkeit. Die Nut6i steht in direkter \"erbindung
mit der entgegengesetzten Seite des 1Zaumes 32 und ist mit einem Auslaß 63 (Förderseite)
für die Flüssigkeit verbunden. Die beiden anderen Nuten 65 und 66 sind konzentrisch
zum Rotor 3o angeordnet und liegen in solchem Abstand von der Mitte, daß die verschiedenen
Bohrungen 4o bis 45 nacheinander mit ihnen in Verbindung kommen, Wenn sich der Rotor
dreht. Die bogenförmigen Nuten 65 und 66 sind so lang. daß stets gleichzeitig je
drei der Bohrungen 40 bis 45 mit jeder von ihnen in Verbindung stehen. Die Bohrungen
41, 42 und 43 (Fig._6) stehen mit der Nut 65 in Verbindung, wenn sich die Flügel
51, 52 und 53 in der Gegend der Einlaßnut 6o bewegen; ebenso befinden sieh die Bohrungen
44, 45 und 49 Tiber der Nut 66, wenn sich die Flügel 54, 55 und 5o in der Gegend
der Auslaßnut 61 bewegen. Sobald die erste Bohrung das Ende einer der Nuten 65 oder
66 erreicht ;Ind die Verbindung mit dieser unterbrochen wird, stellt die übernächste
Bohrung die Verbindung mit der Nut 65 oder 66 her. Inz-,vischen befindet sich die
dazwischenliegende Bohrung halbwegs zwischen den Enden der Nut 65 bzw. 66.
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Die im Deckel 24 befindliche Flüssigkeitsaufnahmekammer
70 ist durch einen Gewindestopfen 71 verschlossen und mit einem Ventilsitz
72 versehen, auf dem ein Ventil 73 durch eine Feder 74 gehalten wird. Dieses Ventil
73 teilt die Kammer 70 in zwei Kammern 75 und 76, die im allgemeinen nicht
miteinander in Verbindung stehen.
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Die Kammer 75 steht ständig mit der Nut 6o in Verbindung, während
die Kammer 76 dauernd mit der Nut 61 und durch sie mit dem Auslaßkanal 63 verbunden
ist.
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Wenn sich der Rotor dreht, wird in der Auslaßnut 61 ein Flüssigkeitsdruck
entstehen, der sich in die Kammer 76 fortpflanzt. Solange dieser Druck ein bestimmtes
Maß nicht überschreitet, bleibt das Ventil 73 geschlossen; wenn aber der
Druck der Flüssigkeit zu groß wird, öffnet sich das Ventil 73 und läßt den Druck
aus der Kammer 76 in die Kammer 75 entweichen.
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Die Kammer 76 steht außerdem durch den Kanal 8o mit der bogenförmigen
Nut 65 in Verbindung, so daß die unter Druck stehende Flüssigkeit von der Kammer
76 aus jede der Bohrungen 4o bis 45 anfüllt, wenn sie in Verbindung mit der Nut
65 tritt. Auf diese Weise wird Druck auf das innere Ende der Flügel 5o bis 55 ausgeübt,
sobald die Schlitze, in denen sie gleiten, über die bogenförmige Nut 65 hinweggehen.
Dadurch werden die Flügel dichtend an die Zylinderwand angedrückt, wenn sie an ihr
im Bereich der Einlaßnut 6o entlanggleiten. Sobald eine der Bohrungen 4o bis 45,
die sich entgegengesetzt zum Uhrzeigersinne (Fig. 6) bewegen, das Ende der bogenförmigen
Nut 65 erreicht und die Verbindung mit ihr unterbrochen wird, ist die darin befindliche
Flüssigkeit eingeschlossen, während sich die Bohrung auf die Nut 66 zu bewegt. Sobald
sie die Nut 66 erreicht hat, wird durch den sich nach innen bewegenden Flügel Flüssigkeit
nach innen und nach der Nut 66 gedrängt, die nach einigen Umdrehungen der Pumpe
vollständig angefüllt ist. Die sich nach innen verschiebenden Flügel 54, 55, 5o
erzeugen in der Nut 66 einen Überdruck, der, wenn keine Undichtigkeit vorhanden
ist, einen übergroßen Widerstand gegen eine Bewegung der Flügel nach innen erzeugt.
Das kann zu einer zu starken Reibung der Flügel an der Zylinderwand führen. Um das
zu vermeiden, ist ein kalibrierter Kanal cgo vorgesehen, der die- Nut 66
mit
der Druckkammer 76 verbindet. Der Kanal 9o begrenzt den Flüssigkeitsdurchgang von
der Nut 66 auf jedes gewünschte Maß, so daß jeder gewünschte Druck in der Nut 66
und den mit ihr in \'crliindung stehenden Kanälen eingestellt und dadurch der nach
innen gerichteten Bewegung der Flügel jeder gewünschte Widerstand entgegengesetzt
werden kann.
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Aus dem Vorstehenden geht hervor, daß die verbesserte Pumpe nach der
vorliegenden Erfindung die Verwendung von Federn zum Andrücken der Flügel an die
Zylinderwand vollständig überflüssig macht und an ihrer Stelle den von der Pumpe
erzeugten Flüssigkeitsdruck benutzt, um die Flügel, %ycnn sie den Bereich der Saugseite
durchlaufen, an die Zylinderwand zu drücken. Wenn die Flügel durch den Bereich der
Förderöffnung streichen, verrichten sie zwei Funktionen. Sie verdrängen nicht nur
die Flüssigkeit im Zylinder, sondern wirken auch als Kolben, indem sie die Flüssigkeit,
welche ausgestoßen @vird, auf einen vorbestimmten Druck bringen, so daß ein ganz
bestimmter Widerstand gegen die nach innen gerichtete Bewegung der Flügel erzeugt
und ein gut dichtendes Anliegen der Fliigcl an der Zylinderwand auch in dem Bereich
(lcs 1'unil)enritislasses erzielt wird.
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1)ci- Ausdruck Flüssigkeit im Rahmen dieser Beschreibung schließt
auch gasförmige Medien ein.