EP0679808A2 - Vane pump - Google Patents
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- EP0679808A2 EP0679808A2 EP95106067A EP95106067A EP0679808A2 EP 0679808 A2 EP0679808 A2 EP 0679808A2 EP 95106067 A EP95106067 A EP 95106067A EP 95106067 A EP95106067 A EP 95106067A EP 0679808 A2 EP0679808 A2 EP 0679808A2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
- F04C2/30—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
- F04C2/34—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members
- F04C2/344—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
- F04C2/3446—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member the inner and outer member being in contact along more than one line or surface
Definitions
- the invention relates to a vane pump with a rotor which has radially movable vanes which can be moved along the inner contour of a stroke ring arranged in a pump housing, the stroke ring having a diametrically symmetrical double stroke contour and forming two diametrically opposite pump chambers.
- Vane pumps of the type mentioned are known. When the rotor rotates, the vanes are guided along the ring contour by the centrifugal force that occurs and additionally by a pressure that is conducted under the vanes and that originates from the pumped medium. This leads to the well-known function of aspirating and pumping away any medium.
- the inner contour of the stroke ring has a suction area and a pressure area for each of the two diametrically opposite pump chambers, which are each separated from one another by a separating area. Between the suction areas of each a pump chamber and the pressure areas of the other pump room, a further separation area is formed.
- a vane pump is known from EP 0 151 983, which has a cam ring with diametrically opposite pump chambers and a rotor with eight vanes.
- the pump rooms each have an entry curve area which is divided into a constant speed curve area, an acceleration curve area and a speed deceleration curve area.
- This configuration of the entry curve region which adjoins the separation regions between the pressure region of one pump chamber and the suction region of the other pump chamber, is intended to prevent the occurrence of a Leakage can be reduced.
- the selected inner contour of the cam ring requires a blade pitch of 45 ° and therefore a total of eight blades must be provided on the rotor.
- the invention has for its object to provide a vane pump of the generic type, which is simple and made up of a few parts and in which leakage between the pump spaces is minimized.
- the inner contour in the area of the pump chambers is divided into three sections of equal size, a first section forming a suction area, a second section forming a pressure area and a third section forming a separation area between the suction area and the pressure area, the sections preferably each forming an angular area of 60 ° and the rotor preferably has six blades, each at a distance of 60 ° over the circumference the rotor are arranged, it is advantageously possible to construct the vane pump with a few parts and at the same time to limit the chambers formed between two vanes to a maximum of six. This can improve the flow pulsation of the vane pump. At the same time, this is associated with an improvement in the pressure pulsation and a reduction in the noise development associated with this.
- the pump spaces merge into one another without a sudden change in the radial speed profile of the movement of the vanes influenced by the inner contour, and preferably the inner contour in the separation region between the pressure region of the first pump chamber and the suction region of the second pump chamber and the pressure region of the second pump chamber and the suction area of the first pump chamber does not have its own circular area, it is advantageously achieved that the blades do not have an independent dynamic radial behavior only for these areas and thus the blades do not have a sudden change in their radial speed and because of a small angular range continuously changing stroke have a continuous radial speed change. Since acceleration is the first derivative of speed over time, the occurrence of radial acceleration jumps in the separation areas is avoided.
- a vane pump 10 is shown in FIG.
- the vane pump 10 has a pump housing 12 in which a cam ring 16 is arranged in a recess 14. Within the cam ring 16 is one on one Drive shaft 18 attached rotor 20 arranged.
- the rotor 20 is arranged centrally to the recess 14 or the cam ring 16.
- the rotor 20 has radially extending slots 22, in which radially movable vanes 24 are guided.
- the rotor 20 has a total of six slots 22, which are arranged at a pitch of 60 ° over the circumference of the rotor 20.
- the cam ring 16 has an inner contour 26 which forms two diametrically opposite pump chambers 28 'and 28' '.
- the pump chambers 28 'and 28' 'each have a suction area 30 connected to a suction opening and a pressure area 32 connected to an outlet opening.
- the suction region 30 'of the first pump chamber 28' is separated from the pressure region 32 '' of the second pump chamber 28 '' by a separation region 34 formed on the inner contour 26.
- the separation region 34 is also formed between the pressure region 32 'of the first pump chamber 28' and the suction region 30 '' of the second pump chamber 28 ''.
- the inner contour 26 in the area of the pump spaces 28 each has a separation area 36 between the suction area 30 and the pressure area 32 of each pump space 28.
- the pump spaces 28 'and 28'' are each divided into three sections 40, 42 and 44. Each of the sections has an angular range of 60 °. These are therefore of equal size. Section 40 the suction area 30 is formed, in section 42 the separation area 36 and in section 44 the pressure area 32.
- the inner contour 26 has no separate contour area, in particular no circular area, so that the inner contour merges seamlessly from the areas of the pressure areas 32 into the inner contour into the areas of the suction areas 30.
- the separation region 34 is thus determined directly at an angle of 0 ° or opposite at 180 ° only by a thickness of the vanes 24 with the rotor 20 in the corresponding position.
- a radial 38 extending through the angular position 0 ° or 180 ° is shown in FIG. The point A is marked with 0 ° and the point B with 180 °, the rotor 20 being movable counterclockwise.
- the vane pump 10 shown in FIG. 1 performs the following function: During operation of the vane pump 10, the rotor 20 is rotated via the drive shaft 18, so that the vanes 24 are pressed outwards by a centrifugal force and additionally by pressure under the vanes in the slots 22 and are thus moved along the inner contour 26.
- the design of the inner contour 26 extends and retracts the vanes 24 in the suction areas 30 and in the pressure areas 32. During rotation, the vanes 24 are therefore subject to a certain radial stroke, one certain radial speed and a certain radial acceleration ( Figures 2 to 4).
- vanes 24 By extending the vanes 24 in the area of the pump chambers 28, these form pump chambers between the vanes. Since a total of six vanes 24 are provided, a maximum of three pump chambers are formed in each pump chamber 28. If the rotor 20 is assumed to have a vane 24 in position A, i.e. 0 ° and a vane 24 position B, i.e. 180 °, a first pump chamber forms suction area 30, a second pump chamber forms pressure area 32 and one between these third pump chamber, the separating area 36 between the suction area 30 and the pressure area 32 of each pump chamber 28. The pump chambers coincide with the sections 40, 42 and 44 at this moment.
- the separation between the pressure areas 32 and suction areas 30 of the two opposite pump chambers 28 is made in each case by at least one wing 24.
- the inner contour 26 is designed in such a way that the vanes 24 do not have their own movement range in the separation regions 34, that is to say they have a radial stroke designed exclusively for the separation region 34.
- the radial stroke of the vanes 24 has a minimum only at 0 ° and 180 °, which correspond to the positions designated A and B in FIG. 1.
- the stroke changes from the falling branch in the area of the pressure areas 32 to the rising branch in the area of the suction areas 30 without an abrupt change.
- the stroke does not remain at its minimum value over an angular range of several degrees, so that the stroke only has its minimum in the angular position of 0 ° or 180 °.
- the radial speed of a wing 24 is plotted against the angle.
- the course of the curve shows that the vanes 24 in the separation area between the pressure areas 32 and the suction areas 30 have a constantly changing radial speed, which have the value zero at the positions A and B, ie at 0 ° and 180 ° .
- the blades 24 remain at a certain speed level in the separation areas 34 is avoided by the selected inner contour 26.
- the radial speed starts from a maximum negative value in the area of the pressure areas 32, that is, the vanes 24 are pushed radially into the rotor 20, continuously into a maximum positive value in the area of the suction areas 30, that is, the vanes 24 are radially out moved out of the rotor 20, over.
- the radial speed of the vanes 24 Due to the constant stroke in the separation areas 36, the radial speed of the vanes 24 has assumed the value zero there.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Flügelzellenpumpe mit einem Rotor, der radial bewegliche Flügel aufweist, die an der Innenkontur eines in einem Pumpengehäuse angeordneten Hubrings entlang bewegbar sind, wobei der Hubring eine diametral symmetrische doppelte Hubkontur aufweist und zwei diametral gegenüberliegende Pumpenräume ausbildet.The invention relates to a vane pump with a rotor which has radially movable vanes which can be moved along the inner contour of a stroke ring arranged in a pump housing, the stroke ring having a diametrically symmetrical double stroke contour and forming two diametrically opposite pump chambers.
Flügelzellenpumpen der eingangs genannten Art sind bekannt. Bei Rotation des Rotors werden die Flügel durch die auftretende Fliehkraft und zusätzlich durch einen unter den Flügeln geleiteten, von dem gepumpten Medium ausgehenden Druck an der Ringkontur entlanggeführt. Hierdurch kommt es zu der allgemein bekannten Funktion des Ansaugens und Wegpumpens eines beliebigen Mediums. Bei den bekannten doppelhübigen Flügelzellenpumpen weist die Innenkontur des Hubrings für jeden der zwei diametral gegenüberliegenden Pumpenräume einen Saugbereich und einen Druckbereich auf, die jeweils durch einen Trennbereich voneinander getrennt sind. Zwischen den Saugbereichen des jeweils einen Pumpenraums und den Druckbereichen des jeweils anderen Pumpenraums ist ein weiterer Trennbereich ausgebildet. Die letztgenannten Trennbereiche werden durch einen sogenannten Kleinkreis gebildet, während die Trennbereiche zwischen den Saug- und Druckbereichen eines Pumpenraums durch einen sogenannten Großkreis gebildet werden. Indem nun die Flügel der Flügelzellenpumpe an der Innenkontur des Hubrings entlang bewegbar sind, weisen diese in Abhängigkeit ihres Hubes ein bestimmtes Geschwindigkeits- bzw. Beschleunigungsverhalten in radialer Richtung auf. Bei den bekannten Flügelzellenpumpen ist nachteilig, daß beim Durchlaufen der Trennbereiche die Flügel radiale Beschleunigungssprünge erfahren, die zu radialen Sprüngen bei der Flügelbewegung führen können. Hierdurch kommt es einerseits zu einer erhöhten Leckage und andererseits zu einer erhöhten Geräuschentwicklung durch das Abheben und das anschließende Wiederauftreffen der Flügel auf die Ringkontur.Vane pumps of the type mentioned are known. When the rotor rotates, the vanes are guided along the ring contour by the centrifugal force that occurs and additionally by a pressure that is conducted under the vanes and that originates from the pumped medium. This leads to the well-known function of aspirating and pumping away any medium. In the known double-stroke vane pumps, the inner contour of the stroke ring has a suction area and a pressure area for each of the two diametrically opposite pump chambers, which are each separated from one another by a separating area. Between the suction areas of each a pump chamber and the pressure areas of the other pump room, a further separation area is formed. The latter separation areas are formed by a so-called small circle, while the separation areas between the suction and pressure areas of a pump chamber are formed by a so-called large circle. Since the vanes of the vane pump can now be moved along the inner contour of the cam ring, these have a specific speed or acceleration behavior in the radial direction depending on their stroke. In the known vane pumps it is disadvantageous that the blades experience radial acceleration jumps when they pass through the separation areas, which jumps can lead to radial jumps during the vane movement. This leads to increased leakage on the one hand and increased noise due to the lifting and subsequent re-impact of the blades on the ring contour.
Aus der EP 0 151 983 ist eine Flügelzellenpumpe bekannt, die einen Hubring mit sich diametral gegenüberliegenden Pumpenräumen und einen Rotor mit acht Flügeln aufweist. Die Pumpenräume besitzen jeweils einen Eintrittskurvenbereich, der in einen konstanten Geschwindigkeitskurvenbereich, einen Beschleunigungskurvenbereich und einen Geschwindigkeitsverzögerungskurvenbereich unterteilt ist. Durch diese Ausgestaltung des Eintrittskurvenbereichs, der sich jeweils an den Trennbereichen zwischen dem Druckbereich des einen Pumpenraums und dem Saugbereich des anderen Pumpenraums anschließt, soll das Auftreten einer Leckage vermindert werden. Hierbei ist jedoch nachteilig, daß die gewählte Innenkontur des Hubrings eine Flügelteilungsstufe von 45° erforderlich macht und somit insgesamt acht Flügel auf dem Rotor vorgesehen sein müssen. Hierdurch ist einerseits durch die vielen Teile ein hoher Montageaufwand notwendig und andererseits kann auf die Ausbildung eines Trennbereichs zwischen den Druckbereichen des einen Pumpenraums und den Saugbereichen des anderen Pumpenraums nicht verzichtet werden. Durch die Ausbildung des Eintrittskurvenbereichs kommt es bei der Flügelzellenpumpe gemäß der EP 0 151 983 zu radialen Geschwindigkeitssprüngen der Flügel während des Durchfahrens des Eintrittskurvenbereiches.A vane pump is known from
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flügelzellenpumpe der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die einfach und aus wenigen Teilen aufgebaut ist und bei der zwischen den Pumpenräumen eine Leckage minimiert wird.The invention has for its object to provide a vane pump of the generic type, which is simple and made up of a few parts and in which leakage between the pump spaces is minimized.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst. Dadurch, daß die Innenkontur im Bereich der Pumpenräume in drei gleichgroße Abschnitte eingeteilt ist, wobei ein erster Abschnitt einen Saugbereich, ein zweiter Abschnitt einen Druckbereich und ein dritter Abschnitt einen zwischen dem Saugbereich und dem Druckbereich liegenden Trennbereich bildet, wobei die Abschnitte vorzugsweise jeweils einen Winkelbereich von 60° einnehmen und der Rotor vorzugsweise sechs Flügel aufweist, die jeweils im Abstand von 60° über den Umfang des Rotors angeordnet sind, ist es vorteilhaft möglich, die Flügelzellenpumpe mit wenigen Teilen aufzubauen und gleichzeitig die zwischen zwei Flügeln ausgebildeten Kammern auf maximal sechs zu beschränken. Hiermit kann die Förderstrompulsation der Flügelzellenpumpe verbessert werden. Gleichzeitig ist hiermit eine Verbesserung der Druckpulsation und eine Verringerung der mit dieser zusammenhängenden Geräuschentwicklung verbunden.The object is achieved by the features mentioned in claim 1. Characterized in that the inner contour in the area of the pump chambers is divided into three sections of equal size, a first section forming a suction area, a second section forming a pressure area and a third section forming a separation area between the suction area and the pressure area, the sections preferably each forming an angular area of 60 ° and the rotor preferably has six blades, each at a distance of 60 ° over the circumference the rotor are arranged, it is advantageously possible to construct the vane pump with a few parts and at the same time to limit the chambers formed between two vanes to a maximum of six. This can improve the flow pulsation of the vane pump. At the same time, this is associated with an improvement in the pressure pulsation and a reduction in the noise development associated with this.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Pumpenräume ohne sprunghafte Änderung des radialen Geschwindigkeitsverlaufs der durch die Innenkontur beeinflußten Bewegung der Flügel ineinander übergehen und vorzugsweise die Innenkontur in dem Trennbereich zwischen dem Druckbereich des ersten Pumpenraums und dem Saugbereich des zweiten Pumpenraums sowie dem Druckbereich des zweiten Pumpenraums und dem Saugbereich des ersten Pumpenraums keinen eigenen Kreisbereich aufweist, wird vorteilhaft erreicht, daß für die Flügel ein eigenständiges dynamisches radiales Verhalten nur für diese Bereiche entfällt und somit hier die Flügel keine sprunghafte Änderung ihrer radialen Geschwindigkeit und aufgrund eines sich über einen kleinen Winkelbereich stetig ändernden Hubes eine kontinuierliche radiale Geschwindigkeitsänderung aufweisen. Da die Beschleunigung die erste Ableitung der Geschwindigkeit nach der Zeit bildet, wird das Auftreten von radialen Beschleunigungssprüngen in den Trennbereichen vermieden. Hierdurch wird verhindert, daß die Flügel von der Innenkontur abheben können, so daß eine Leckage zwischen den Pumpenräumen minimiert wird. Gleichzeitig kommt es zu einer Verminderung der Geräuschentwicklung, da durch das Nichtabheben der Flügel diese auch nicht geräuschintensiv wieder auf die Innenkontur aufschlagen können.In an advantageous embodiment of the invention it is provided that the pump spaces merge into one another without a sudden change in the radial speed profile of the movement of the vanes influenced by the inner contour, and preferably the inner contour in the separation region between the pressure region of the first pump chamber and the suction region of the second pump chamber and the pressure region of the second pump chamber and the suction area of the first pump chamber does not have its own circular area, it is advantageously achieved that the blades do not have an independent dynamic radial behavior only for these areas and thus the blades do not have a sudden change in their radial speed and because of a small angular range continuously changing stroke have a continuous radial speed change. Since acceleration is the first derivative of speed over time, the occurrence of radial acceleration jumps in the separation areas is avoided. This prevents the wings from lifting off the inner contour, so that there is a leak between the pump rooms is minimized. At the same time, there is a reduction in the noise level, since the non-lifting of the wings means that they can not hit the inner contour in a noise-intensive manner.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further advantageous embodiments of the invention result from the other features mentioned in the subclaims.
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen naher erläutert. Es zeigen:
- Figur 1
- eine Schnittdarstellung einer Flügelzellenpumpe;
- Figur 2
- einen radialen Wegverlauf eines Flügels der in Figur 1 gezeigten Flügelzellenpumpe;
- Figur 3
- einen radialen Geschwindigkeitsverlauf eines Flügels der in Figur 1 gezeigten Flügelzellenpumpe und
- Figur 4
- einen radialen Beschleunigungsverlauf eines Flügels der in Figur 1 gezeigten Flügelzellenpumpe.
- Figure 1
- a sectional view of a vane pump;
- Figure 2
- a radial path of a wing of the vane pump shown in Figure 1;
- Figure 3
- a radial speed profile of a wing of the vane pump shown in Figure 1 and
- Figure 4
- a radial acceleration profile of a wing of the vane pump shown in Figure 1.
In Figur 1 ist eine Flügelzellenpumpe 10 gezeigt. Die Flügelzellenpumpe 10 besitzt ein Pumpengehäuse 12, in dem in einer Ausnehmung 14 ein Hubring 16 angeordnet ist. Innerhalb des Hubrings 16 ist ein auf einer Antriebswelle 18 befestigter Rotor 20 angeordnet. Der Rotor 20 ist zentrisch zu der Ausnehmung 14 bzw. dem Hubring 16 angeordnet. Der Rotor 20 weist radial verlaufende Schlitze 22 auf, in denen radial bewegliche Flügel 24 geführt sind. Der Rotor 20 besitzt insgesamt sechs Schlitze 22, die mit einem Teilungsgrad von 60° über den Umfang des Rotors 20 angeordnet sind.A
Der Hubring 16 besitzt eine Innenkontur 26, die zwei diametral gegenüberliegende Pumpenräume 28' und 28'' ausbildet. Die Pumpenräume 28' und 28'' weisen jeweils einen mit einer Ansaugöffnung verbundenen Saugbereich 30 und einen mit einer Auslaßöffnung verbundenen Druckbereich 32 auf. Der Saugbereich 30' des ersten Pumpenraums 28' ist von dem Druckbereich 32'' des zweiten Pumpenraums 28'' durch einen an der Innenkontur 26 ausgebildeten Trennbereich 34 getrennt. Gegenüberliegend ist der Trennbereich 34 auch zwischen dem Druckbereich 32' des ersten Pumpenraums 28' und dem Saugbereich 30'' des zweiten Pumpenraums 28'' ausgebildet. Die Innenkontur 26 weist im Bereich der Pumpenräume 28 jeweils einen Trennbereich 36 zwischen dem Saugbereich 30 und dem Druckbereich 32 jedes Pumpenraums 28 auf.The
Durch die Ausbildung der Saugbereiche 30, 30' der Druckbereiche 32, 32' sowie der Trennbereiche 36 werden die Pumpenräume 28' und 28'' jeweils in drei Abschnitte 40, 42 und 44 unterteilt. Jeder der Abschnitte nimmt einen Winkelbereich von 60° ein. Diese sind somit gleichgroß ausgebildet. Im Abschnitt 40 ist der Saugbereich 30, im Abschnitt 42 der Trennbereich 36 und im Abschnitt 44 der Druckbereich 32 ausgebildet.By forming the
In den Trennbereichen 34 besitzt die Innenkontur 26 keinen eigenen Konturbereich, insbesondere keinen Kreisbereich, so daß die Innenkontur von den Bereichen der Druckbereiche 32 ansatzlos in die Innenkontur in die Bereiche der Saugbereiche 30 übergeht. Der Trennbereich 34 ist somit unmittelbar bei einem Winkel von 0° bzw. gegenüberliegend bei 180° lediglich durch eine Dicke der Flügel 24 bei entsprechender Stellung des Rotors 20 bestimmt. In der Figur 1 ist eine durch die Winkelstellung 0° bzw. 180° verlaufende Radiale 38 dargestellt. Der Punkt A ist mit 0° und der Punkt B mit 180° gekennzeichnet, wobei der Rotor 20 entgegen der Uhrzeigerrichtung bewegbar ist.In the
Die in Figur 1 gezeigte Flügelzellenpumpe 10 übt folgende Funktion aus:
Während des Betriebs der Flügelzellenpumpe 10 wird der Rotor 20 über die Antriebswelle 18 in Rotation versetzt, so daß die Flügel 24 durch eine Fliehkraft und zusätzlich durch Druck unter den Flügeln in den Schlitzen 22 nach außen gedrückt und so an der Innenkontur 26 entlangbewegt werden. Durch die Ausbildung der Innenkontur 26 werden die Flügel 24 in den Saugbereichen 30 und in den Druckbereichen 32 aus- bzw. eingefahren. Während der Rotation unterliegen die Flügel 24 somit einem bestimmten radialen Hub, einer bestimmten radialen Geschwindigkeit und einer bestimmten radialen Beschleunigung (Figuren 2 bis 4).The
During operation of the
Durch das Ausfahren der Flügel 24 im Bereich der Pumpenräume 28 bilden diese zwischen den Flügeln Pumpenkammern aus. Da insgesamt sechs Flügel 24 vorgesehen sind, werden in jedem Pumpenraum 28 maximal drei Pumpenkammern ausgebildet. Bei einer angenommenen Stellung des Rotors 20, bei der jeweils ein Flügel 24 die Position A, also 0° und ein Flügel 24 Position B, also 180°, einnimmt, bildet eine erste Pumpenkammer den Saugbereich 30, eine zweite Pumpenkammer den Druckbereich 32 und eine zwischen diesen liegende dritte Pumpenkammer den Trennbereich 36 zwischen Saugbereich 30 und Druckbereich 32 jedes Pumpenraums 28. Die Pumpenkammern fallen in diesem Augenblick mit den Abschnitten 40, 42 bzw. 44 zusammen.By extending the
Die Trennung zwischen den Druckbereichen 32 und Saugbereichen 30 der zwei gegenüberliegenden Pumpenräume 28 wird jeweils durch mindestens einen Flügel 24 vorgenommen. Die Innenkontur 26 ist so ausgebildet, daß die Flügel 24 in den Trennbereichen 34 keinen eigenen Bewegungsbereich, das heißt, einen ausschließlich auf den Trennbereich 34 ausgelegten radialen Hub aufweisen.The separation between the
Anhand der Figuren 2 bis 4 wird die Dynamik der Flügel 24 bei angenommener konstanter Drehzahl des Rotors 20 verdeutlicht. In der Figur 2 ist der radiale Hub eines Flügels 24 über dem Winkel dargestellt.The dynamics of the
Anhand des Kurvenverlaufs wird deutlich, daß der radiale Hub der Flügel 24 lediglich bei 0° und 180°, die den in Figur 1 mit A und B bezeichneten Positionen entsprechen, ein Minimum aufweist. Der Hub geht ohne abrupte Änderung von dem abfallenden Ast im Bereich der Druckbereiche 32 in den ansteigenden Ast im Bereich der Saugbereiche 30 über. Ein Verharren des Hubes auf seinem Minimalwert über einen Winkelbereich von mehreren Grad ist nicht gegeben, so daß der Hub ausschließlich in der Winkelposition von 0° bzw. 180° sein Minimum aufweist. Hierdurch ist ein kontinuierlicher Übergang des Druckbereichs 32' des ersten Pumpenraums 28' in den Saugbereich 32'' des zweiten Pumpenraums 28'' und des Druckbereichs 32'' des zweiten Pumpenraums 28'' in den Saugbereich 30' des ersten Pumpenraums 28' gegeben, und der Trennbereich 34 wird ausschließlich von der Stellung des Flügels 24, im Extremfall ausschließlich von der Stärke der Flügel 24, bei einer Flügelstellung von 0° bzw. 180° bestimmt. Im Trennbereich 36, also in der Winkelstellung 60° bis 120° bzw. 240° bis 300°, verharrt der Hub auf einem Maximalwert.It is clear from the course of the curve that the radial stroke of the
In der Figur 3 ist die radiale Geschwindigkeit eines Flügels 24 über dem Winkel aufgetragen. Der Kurvenverlauf zeigt, daß die Flügel 24 im Trennbereich zwischen den Druckbereichen 32 und den Saugbereichen 30 eine sich konstant verändernde radiale Geschwindigkeit aufweisen, die exakt an den Positionen A bzw. B, das heißt bei 0° bzw. 180°, den Wert Null aufweisen. Ein Verharren der Flügel 24 auf einem bestimmten Geschwindigkeitsniveau in den Trennbereichen 34 wird durch die gewählte Innenkontur 26 vermieden. Die radiale Geschwindigkeit geht von einem maximalen negativen Wert im Bereich der Druckbereiche 32, das heißt, die Flügel 24 werden radial in den Rotor 20 eingeschoben, kontinuierlich in einen maximalen positiven Wert im Bereich der Saugbereiche 30, das heißt, die Flügel 24 werden radial aus dem Rotor 20 hinausbewegt, über. Durch diese kontinuierliche Veränderung der radialen Geschwindigkeit im Trennbereich 34 werden, wie Figur 4 verdeutlicht, in diesen Bereich Beschleunigungssprünge vermieden. Aufgrund des konstanten Hubes in den Trennbereichen 36 hat die radiale Geschwindigkeit der Flügel 24 dort den Wert Null angenommen.In Figure 3, the radial speed of a
In Figur 4 ist die radiale Beschleunigung der Flügel 24 über dem Winkel dargestellt. Die Beschleunigung weist in den Trennbereichen 34 sowie 36 einen im wesentlichen annähernd konstanten Verlauf auf, da sich die Beschleunigung aus der Ableitung der Geschwindigkeit nach der Zeit ergibt. In den Trennbereichen 36 weist die radiale Beschleunigung einen konstanten Wert von Null auf. Durch dieses Nichtvorhandensein von Beschleunigungssprüngen im Trennbereich 34 sowie 36 werden Sprünge der Flügel 24 in diesen Bereichen vermieden, so daß eine Leckage zwischen den Druckbereichen 32 und den Saugbereichen 30 in den Trennbereichen 34 bzw. 36 vermindert wird.In Figure 4, the radial acceleration of the
Claims (10)
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- 1995-04-26 US US08/429,417 patent/US5702242A/en not_active Expired - Lifetime
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