EP0678674A2

EP0678674A2 - Flüssigkeitsringgaspumpe

Info

Publication number: EP0678674A2
Application number: EP94116503A
Authority: EP
Inventors: Klaus Domagalla; Udo Segebrecht
Original assignee: Sihi GmbH and Co KG
Current assignee: Sterling Fluid Systems Germany GmbH
Priority date: 1994-04-20
Filing date: 1994-10-19
Publication date: 1995-10-25
Anticipated expiration: 2014-10-19
Also published as: ES2107727T3; GR3025527T3; DE59404094D1; EP0678674A3; DK0678674T3; ATE158386T1; HK1002333A1; EP0678674B1

Abstract

Flüssigkeitsringgaspumpe mit einer Steuerscheibe (6) und einer darin vorgesehenen Drucköffnung (9), deren (entgegen der Umlaufrichtung (4) gesehen) vorne liegender Rand (13) auf der dem Flügelrad (2, 3) zugewendeten Seite eine weiter vorne liegende Kante (10) als auf der flügelradfernen Seite hat, wobei die Steuerscheibe im Bereich der Drucköffnung nicht spanlos verformt ist, um die Herstellung der Steuerscheiben zu vereinfachen, ist sie dadurch gekennzeichnet, daß die flügelradferne Kante (16) von einem von der Steuerscheibe (6) verschiedenen Bauteil (14) gebildet ist. <IMAGE>

Description

In Flüssigkeitsringgaspumpen läuft ein Flügelrad innerhalb eines exzentrisch kreisenden Flüssigkeitsrings um. Während des Umlaufs taucht der Flüssigkeitsring mehr oder Weniger weit in die zwischen den Flügeln des Flügelrads gebildeten Zellen ein. Dadurch wird das freie Volumen in den Flügelradzellen wechselnd vergrößert und verkleinert. In demjenigen Umlaufbereich, in welchem sich das Zellenvolumen vergrößert, befindet sich stirnseitig in einer Steuerscheibe die Saugöffnung, durch die das zu fördernde Gas in die Zellen eingesaugt wird. Im Endbereich desjenigen Umlaufteils, in welchem sich die Kompression vollzieht, befindet sich die Drucköffnung, durch die das komprimierte Gas in den Druckraum der Pumpe ausgeschoben wird. Wenn derjenige Flügel, der eine Zelle in Umlaufrichtung vorne begrenzt, den Druckschlitz erreicht und die Zelle dadurch zum Druckraum hin geöffnet wird, hat der Druck in dieser Zelle in der Regel noch nicht den Druck des Druckraums erreicht. Die weitere Kompression des eingeschlossenen Gases vollzieht sich daher nicht nur durch das weitere radiale Eindringen des Flüssigkeitsrings in die betroffene Zelle, sondern auch durch Rückströmung von im Druckraum befindlichem Medium in die Zelle.
Diese Rückströmung vollzieht sich unter Verringerung des Volumenstroms bzw. Erhöhung des Leistungsbedarfs. Dasselbe gilt für das anschließende Wiederausschieben des rückgeströmten Mediums. Man ist daher bestrebt, das Rückströmen von flüssigem Medium zu hemmen, ohne das Ausschieben des zu fördernden Gases zu behindern. Es hat sich gezeigt, daß dies bis zu einem gewissen Grade dadurch möglich ist, daß der (entgegen der Umlaufrichtung gesehen) vorne liegende Rand der Drucköffnung, d.h., derjenige Bereich, der von der zu entleerenden Zelle als erster erreicht wird, nicht lotrecht zur Umlaufrichtung verläuft, sondern abgerundet oder schräg in Umlaufrichtung (CH-A-528 676). Diese Form ließ sich bislang wirtschaftlich nur im Gießverfahren herstellen. Zwar wurde bereits erwogen, die Steuerscheibe aus Blech auszuschneiden (DE-C 36 17 344). Jedoch ist die Ausführung des schrägen Randverlaufs der Drucköffnung durch mechanische Bearbeitung sehr aufwendig; der Kostenvorteil, der durch Verwendung von Flachmaterial als Rohstoff erzielt werden soll, wird dadurch in Frage gestellt. Die spanlose Verformung hat den Nachteil, daß die ansonsten plane Gestalt der Steuerscheibe gefährdet wird.
Die Erfindung sucht daher nach einer wirtschaftlicheren Herstellungsmöglichkeit für die Steuerscheibe und findet sie in der Merkmalskombination des Anspruchs 1, vorzugsweise auch der Unteransprüche.
Danach wird die Schrägung des vorne liegenden Rands der Drucköffnung dadurch ersetzt, daß die flügelradseitige Kante dieses Rands von der Steuerscheibe und die flügelradferne Kante dieses Rands von einem anderen Bauteil, vorzugsweise von dem den Druckraum bildenden Gehäuse gebildet wird. Dies erlaubt die Verwendung von Walzblechmaterial für die Herstellung der Steuerscheibe. Dabei kann der Rand, soweit er in der Steuerscheibe gelegen ist, lotrecht zur Haupterstreckungsebene der Steuerscheibe verlaufen. Der schräge Randverlauf wird dann in der Regel ganz oder teilweise ersetzt durch einen stufigen Verlauf. Die erste Stufe dieses stufigen Verlaufs wird durch die vollständige Dicke der Steuerscheibe gebildet. Dies ist beträchtlich mehr, als der funktionell vernachlässigbare, stufige Ansatz, der bei dem oben an erster Stelle genannten, gattungsbildenden Stand der Technik zur Erleichterung der mechanischen Bearbeitung vorgesehen ist. Die axiale Ausdehnung dieser Stufe macht vorzugsweise mehr als 10% der Erstreckung des Druckschlitzes in Umfangsrichtung aus. Die funktionelle Wirkung dieser Stufe besteht darin, daß das rückströmende, flüssige Medium entgegen der Umlaufrichtung in Umfangsrichtung in die Stufe einströmt und dabei gegen den lotrecht zur Ebene der Steuerscheibe verlaufenden Rand der Drucköffnung prallt. Alternativ soll die axiale Erstreckung dieser Stufe mindestens etwa ein Viertel, vorzugsweise die Hälfte des in Umfangsrichtung gemessenen Abstands von dem diese Stufe bildenden Steueröffnungsrand zu der Überdeckungskante betragen.
Zum nicht vorveröffentlichten Stand der Technik (EP 94 114 305) gehört der Vorschlag, den Rand der Drucköffnung umzubördeln und einen Gehäusevorsprung über den Rand der Drucköffnung ragen zu lassen. Jedoch hat dies wegen der spanlosen Verformung der Steuerscheibe die oben bezeichneten Nachteile.
Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, die eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht. Darin zeigen:

Fig. 1: eine Schnittansicht durch die Pumpe im Bereich des Laufrads mit Blickrichtung zur Steuerscheibe und
Fig. 2: einen Umfangsschnitt gemäß Linie A der Fig. 1 in größerem Maßstab.

In Fig. 1 erkennt man, daß der Arbeitsraum außen durch das etwa zylindrische Gehäuse 1 und innen durch die Nabe 2 des Laufrads begrenzt wird, das exzentrisch zu dem Gehäuse 1 gelagert ist und dessen Flügel 3 den Flüssigkeitsring in Drehrichtung 4 antreiben, dessen Innenbegrenzung schematisch durch den Kreis 5 angedeutet ist. Stirnseitig wird der Arbeitsraum durch die Steuerscheibe 6 begrenzt, die in der linken Hälfte die Saugöffnung 7 enthält. In dieser Hälfte expandiert während des Umlaufs das Aufnahmevolumen, das zwischen der Flügelradnabe 2 und der Innenfläche des Flüssigkeitsrings 5 zwischen den Radflügeln 3 eingeschlossen ist. In der rechten Hälfte verkleinert sich dieses Volumen. Sein Inhalt wird ausgestoßen durch die Ventilöffnungen 8, die im vorliegenden Zusammenhang nicht interessieren, und die eigentliche Drucköffnung 9.
Wenn ein Radflügel 3 die vorne liegende Kante 10 der Drucköffnung 9 erreicht, so hat das in der Zelle 11 hinter diesem Flügel 3 befindliche Gas in der Regel den im Druckraum 12 herrschenden Druck noch nicht erreicht. Es findet daher Rückströmung aus dem Druckraum 12 in die Zelle 11 statt. Da der die Kante 10 bildende, vordere Rand 13 der Drucköffnung 9 lotrecht zur Haupterstreckung der Steuerscheibe 6 verläuft, könnte sich flüssiges Medium an dieser Rückströmung in unerwünschtem Maße beteiligen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch gehemmt, daß das Gehäuse 14, das den Druckraum 12 bildet, einen Vorsprung 15 aufweist, der in Umlaufrichtung 4 hinter dem Rand 13 der in der Steuerscheibe 6 gebildeten Öffnung 9 vorragt. Die von diesem Teil 15 gebildete Kante 16 begrenzt die Drucköffnung 9 auf deren flügelradfernen Seite. Dadurch, daß die Kante 16 in Umlaufrichtung hinter der Kante 10 liegt, wird der bislang in der Steuerscheibe vorgesehene, schräge Verlauf des Drucköffnungsrandes 13 wirksam nachgebildet.
Der Vorsprung 15 des Gehäuses 14 ist im vorliegenden Beispiel eine Fortsetzung desjenigen Gehäuseteils 17, in welchem bekanntermaßen die Ventilkugeln 18 gehalten sind, die zu den Ventilöffnungen 8 gehören. Jedoch könnte dies auch in anderer Weise gelöst sein.
Die Kante 16 braucht nicht rechtwinklig zu sein. Vielmehr kann sie auch abgerundet sein oder von einer schräg verlaufenden Fläche ersetzt sein.
Die axiale Erstreckung der durch den Rand 13 gebildeten Stufe, die gleich der Dicke der Steuerscheibe 6 ist, ist im Verhältnis zu den übrigen Abmessungen der Drucköffnung beträchtlich. Sie beträgt vorzugsweise mindestens 10% der Umfangserstreckung der Drucköffnung bzw. alternativ mindestens ein Viertel, vorzugsweise mindestens die Hälfte, des Umfangsabstands zwischen dem Rand 13 und der Überdeckungskante 16.

Claims

Flüssigkeitsringgaspumpe mit einer Steuerscheibe (6) und einer darin vorgesehenen Drucköffnung (9), deren (entgegen der Umlaufrichtung (4) gesehen) vorne liegender Rand (13) auf der dem Flügelrad (2, 3) zugewendeten Seite eine weiter vorne liegende Kante (10) als auf der flügelradfernen Seite hat, wobei die Steuerscheibe im Bereich der Drucköffnung nicht spanlos verformt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die flügelradferne Kante (16) von einem von der Steuerscheibe (6) verschiedenen Bauteil (14) gebildet ist.
Flüssigkeitsringgaspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flügelradferne Kante (16) von dem den Druckraum (12) bildenden Gehäuseteil (14) gebildet ist.
Flüssigkeitsringgaspumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (10, 13, 16) stufig ausgebildet ist.
Flüssigkeitsringgaspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (13) soweit er in der Steuerscheibe (6) gelegen ist, lotrecht zur Haupterstreckungsebene der Steuerscheibe (6) begrenzt ist.
Flüssigkeitsringgaspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerscheibe (6) aus einem Flachmaterialstück ausgeschnitten ist.
Flüssigkeitsringgaspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Erstreckung der flügelradnahen Stufe des Rands (13) der Drucköffnung (9) mindestens 10% der Umfangserstrekkung der Drucköffnung beträgt.
Flüssigkeitsringgaspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Erstreckung der flügelradseitigen Stufe des Rands (13) der Drucköffnung mindestens ein Viertel des Umfangsabstands des diese Stufe bildenden Rands (13) von der Überdeckungskante (16) beträgt.