EP0679808B1 - Flügelzellenpumpe - Google Patents

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EP0679808B1
EP0679808B1 EP95106067A EP95106067A EP0679808B1 EP 0679808 B1 EP0679808 B1 EP 0679808B1 EP 95106067 A EP95106067 A EP 95106067A EP 95106067 A EP95106067 A EP 95106067A EP 0679808 B1 EP0679808 B1 EP 0679808B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
area
pump
vane
separating
suction
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP95106067A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0679808A3 (de
EP0679808A2 (de
Inventor
T. Dipl. Ing. Nied-Menninger
Bernd Dipl. Ing. Denfeld
Randolf Dipl. Ing. Körtge
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LuK Fahrzeug Hydraulik GmbH and Co KG
Original Assignee
LuK Fahrzeug Hydraulik GmbH and Co KG
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Publication date
Priority claimed from DE19504773A external-priority patent/DE19504773A1/de
Application filed by LuK Fahrzeug Hydraulik GmbH and Co KG filed Critical LuK Fahrzeug Hydraulik GmbH and Co KG
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Publication of EP0679808A3 publication Critical patent/EP0679808A3/de
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Publication of EP0679808B1 publication Critical patent/EP0679808B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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 a rotor that has radially movable blades, the one on the inside contour in a pump housing arranged lifting ring are movable along, wherein the stroke ring has a diametrically symmetrical double stroke contour has and two diametrically opposite Pump room trains.
  • Vane pumps of the type mentioned are known. When the rotor rotates, the blades become by the centrifugal force that occurs and additionally by one under the wings, one pumped Medium outgoing pressure is guided along the ring contour. This leads to the well-known Function of sucking and pumping away any Medium.
  • the known double-stroke vane pumps has the inner contour of the cam ring for each of the two diametrically opposite pump rooms a suction area and a pressure area, each separated by a separation area are. Between the suction areas of each a pump room and the pressure ranges of each another pump room is another separation area educated. The latter separation areas are formed by a so-called small circle, while the separation areas between the suction and pressure areas a pump room by a so-called Great circle.
  • the wings of the Vane pump on the inner contour of the cam ring are movable along, they are dependent a certain speed or acceleration behavior of their stroke in the radial direction.
  • the wings are radial Experience acceleration jumps that are too radial Can cause jumps in the wing movement.
  • this leads to an increased Leakage and on the other hand to increased noise by taking off and then The wings reappear on the ring contour.
  • a vane pump is known from EP 0 151 983, which have a cam ring with diametrically opposite Pump rooms and a rotor with eight Has wings.
  • the pump rooms each have an entry curve area that is in a constant Velocity curve area, an acceleration curve area and a speed deceleration curve area is divided.
  • the entry curve area which in each case the separation areas between the print area of the one pump room and the suction area of the other Pump room connects, the occurrence of a Leakage can be reduced.
  • the selected inner contour of the cam ring a wing pitch of 45 ° is required and thus provided a total of eight blades on the rotor have to be.
  • a vane pump is known from US 33 40 816 which has a rotor with six radially movable Has wings that on the inner contour of a arranged in a pump housing along the stroke ring are movable. Because of the diametrically symmetrical double stroke contour become two diametrical opposite pump rooms formed. The inner contour is in each case in the area of the pump rooms divided into three sections, each a suction and pressure area and a between this lying separation area are formed. Of the Suction, pressure and separation areas are different large. Due to the design of the inner contour and the arrangement of those assigned to the pump chamber Intake and exhaust opening is at one turn of the rotor towards the outlet opening of the pump chamber that is formed between two wings Pump chamber shifted and at the same time reduced in size.
  • the invention has for its object a vane pump of the generic type to create which is simple and made up of a few parts and leakage between the pump rooms is minimized.
  • the vane pump is characterized by the fact that the suction, Pressure and separation area are the same size and that the wings in the separation area in their radial maximum remain extended position. The wings remain when driving through the entire separation area fully extended and remain in this Position. This ensures that the radial Velocity and radial acceleration the wing in the separation area is zero.
  • the suction, pressure and separation areas are preferred each an angular range of 60 °. Which advantages resulting from this configuration the vane pump are considered when considering Current position of the circumference of the rotor distributed wings clearly in one of the wings just the suction area of the pump room completely has passed through.
  • the pump rooms without erratic Change in the radial speed curve of the movement influenced by the inner contour Merge wings and preferably the Inner contour in the separation area between the printing area of the first pump room and the suction area of the second pump chamber and the pressure range of the second pump chamber and the suction area of the first Pump room does not have its own circular area, is advantageously achieved that for the wing independent dynamic radial behavior only for these areas there is no wing no sudden change in their radial speed and because of one about one small angular range of constantly changing stroke one continuous radial speed change exhibit.
  • acceleration is the first derivative which forms speed according to time the occurrence of radial jumps in acceleration avoided in the separation areas. This will prevents the wings from lifting off the inner contour can, so that leakage between the pump rooms is minimized.
  • there is a reduction in noise because by not lifting the wings also not noise-intensive again on the inner contour can open.
  • a vane pump 10 is shown in FIG.
  • the Vane pump 10 has a pump housing 12, in a cam ring 16 is arranged in a recess 14 is. Within the cam ring 16 is one on one Drive shaft 18 attached rotor 20 arranged. Of the Rotor 20 is centered on the recess 14 or the Hubring 16 arranged.
  • the rotor 20 has radially extending Slots 22 in which are radially movable Wing 24 are guided.
  • the rotor 20 has a total six slots 22 with a degree of division 60 ° arranged around the circumference of the rotor 20 are.
  • the cam ring 16 has an inner contour 26, the two diametrically opposite pump chambers 28 'and 28 " trains.
  • Opposite is the separation area 34 between the Pressure range 32 'of the first pump chamber 28' and the Suction area 30 "of the second pump chamber 28" is formed.
  • the inner contour 26 points in the area of the pump rooms 28 each have a separation area 36 between the Suction area 30 and the pressure area 32 of each pump room 28 on.
  • Section 40 is the suction area 30, in section 42 the separation area 36 and in section 44 the printing area 32 educated.
  • the inner contour 26 has in the separation regions 34 no own contour area, especially none Circular area so that the inner contour of the areas the pressure areas 32 seamlessly into the inner contour merges into the areas of the suction areas 30.
  • the Separation area 34 is thus directly at an angle from 0 ° or opposite at 180 ° only by a thickness of the wings 24 with a corresponding Position of the rotor 20 determined.
  • Figure 1 is one running through the angular position 0 ° or 180 ° Radials 38 shown.
  • the point A is with 0 ° and point B with 180 °, the Rotor 20 is movable counterclockwise.
  • the vane pump 10 shown in Figure 1 does the following Function off:
  • the rotor 20 via the drive shaft 18 in rotation offset so that the vanes 24 by centrifugal force and additionally by pressure under the wings in the Slits 22 pressed outwards and so on the inner contour 26 are moved along.
  • the inner contour 26 are the wings 24 in the suction areas 30 and in the printing areas 32 off or retracted.
  • the Wing 24 thus a certain radial stroke, one certain radial speed and a certain radial acceleration ( Figures 2 to 4).
  • the pump chambers fall into this Now together with sections 40, 42 and 44.
  • the separation between the pressure areas 32 and suction areas 30 of the two opposite pump rooms 28 is carried out by at least one wing 24.
  • the inner contour 26 is designed such that the wings 24 in the separation areas 34 do not have their own Range of motion, that is, exclusively on have the separating area 34 designed radial stroke.
  • FIGS 24 The dynamics of the wings are shown in FIGS 24 assuming a constant rotor speed 20 clarifies.
  • the radial is in FIG Stroke of a wing 24 shown over the angle. From the course of the curve it is clear that the radial stroke of the vanes 24 only at 0 ° and 180 °, the positions designated by A and B in Figure 1 correspond, has a minimum.
  • the hub leaves the falling branch in the tree without an abrupt change Area of pressure areas 32 in the ascending branch in the area of the suction areas 30. A pause of the stroke at its minimum value over an angular range of several degrees is not given, so that the stroke only in the angular position of 0 ° or 180 ° has its minimum.
  • the radial speed is one Wing 24 applied over the angle.
  • the course of the curve shows that the wings 24 in the separation area between the pressure areas 32 and the suction areas 30 a constantly changing radial speed have exactly at positions A or B, that is, at 0 ° or 180 °, have the value zero.
  • the wings 24 remain on a certain one Speed level in the separation areas 34 is avoided by the selected inner contour 26.
  • the radial speed goes from a maximum negative value in the area of the pressure areas 32, the that is, the vanes 24 are radially into the rotor 20 inserted, continuously into a maximum positive Value in the area of the suction areas 30, that is, the vanes 24 are radially out of the rotor 20 moved beyond.
  • the radial speed in the separation area 34 as shown in FIG. 4, in this area Avoid jumps in acceleration. Because of the constant stroke in the separation areas 36 has the radial Speed of the wing 24 there the value Assumed zero.
  • FIG 4 is the radial acceleration of the wing 24 shown above the angle.
  • the acceleration has in the separation areas 34 and 36 in essentially approximately constant course, since the acceleration is derived from the speed results after time.
  • In the separation areas 36 has the radial acceleration constant value from zero to.

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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.
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.
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.
Aus der US 33 40 816 geht eine Flügelzellenpumpe hervor, die einen Rotor mit sechs radial beweglichen Flügeln aufweist, die an der Innenkontur eines in einem Pumpengehäuse angeordneten Hubrings entlang bewegbar sind. Aufgrund der diametral symmetrischen doppelten Hubkontur werden zwei diametral gegenüberliegende Pumpenräume gebildet. Die Innenkontur ist im Bereich der Pumpenräume jeweils in drei Abschnitte eingeteilt, wobei jeweils ein Saug- und Druckbereich sowie ein zwischen diesen liegender Trennbereich gebildet werden. Der Saug-, Druck- sowie Trennbereich sind unterschiedlich groß. Aufgrund der Ausgestaltung der Innenkontur und der Anordnung der dem Pumpenraum zugeordneten Ansaug- und Auslaßöffnung wird bei einer Drehung des Rotors in Richtung auf die Auslaßöffnung des Pumpenraums die zwischen zwei Flügeln gebildete Pumpenkammer verlagert und dabei gleichzeitig verkleinert. Nachteilig hierbei ist, daß das in der Pumpenkammer befindliche Medium komprimiert wird, bevor die von den Flügeln begrenzte Pumpenkammer eine Verbindung zur Auslaßöffnung aufweist. Es findet also eine Kompression des Mediums im Trennbereich, der weder eine Verbindung zum Saug- noch zum Druckbereich aufweist, statt. Dadurch wird in dem Moment, in dem eine Verbindung zwischen der Pumpenkammer und der Auslaßöffnung hergestellt wird, der Mediumdruck in der Pumpenkammer schlagartig entspannt. Die daraus resultierende Druckpulsation der Flügelzellenpumpe führt zu einer hohen Geräuschentwicklung.
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.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst. Die Flügelzellenpumpe zeichnet sich dadurch aus, daß der Saug-, Druck- sowie der Trennbereich gleich groß sind und daß die Flügel im Trennbereich in ihrer radial maximal ausgefahrenen Position verbleiben. Die Flügel bleiben beim Durchfahren des gesamten Trennbereichs vollständig ausgefahren und verharren in dieser Stellung. Dadurch wird sichergestellt, daß die radiale Geschwindigkeit und radiale Beschleunigung der Flügel im Trennbereich gleich Null ist. Der Saug-, Druck- und Trennbereich nehmen vorzugsweise jeweils einen Winkelbereich von 60° ein. Die sich aufgrund dieser Ausgestaltung ergebenden Vorteile der Flügelzellenpumpe werden bei Betrachtung einer Momentanstellung der über den Umfang des Rotors verteilten Flügel deutlich, in der einer der Flügel gerade den Saugbereich des Pumpenraums vollständig durchfahren hat. In diesem Moment sind Saugbereich, Trennbereich und Druckbereich durch jeweils einen Flügel unmittelbar voneinander getrennt. Da die Bereich gleich groß sind, entsteht bei einem Weiterdrehen des Rotors sofort eine Verbindung zwischen dem Trennbereich, in dem sich das angesaugte Medium befindet, und dem Druckbereich. Ein Komprimieren des Mediums im Trennbereich wird somit sicher vermieden, wodurch die Druckpulsation der Flügelzellenpumpe verbessert und deren Geräuschentwicklung verringert werden kann.
Bei 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.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher 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.
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.
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.
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.
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.
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).
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.
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.
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. 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.
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 diesem Bereich Beschleunigungssprünge vermieden. Aufgrund des konstanten Hubes in den Trennbereichen 36 hat die radiale Geschwindigkeit der Flügel 24 dort den Wert Null angenommen.
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.

Claims (9)

  1. Flügelzellenpumpe (10) mit einem Rotor (20), der sechs radial bewegliche Flügel (24) aufweist, die an der Innenkontur (26) eines in einem Pumpengehäuse (12) angeordneten Hubrings (16) entlang bewegbar sind, wobei der Hubring (16) eine diametral symmetrische doppelte Hubkontur aufweist und zwei diametral gegenüberliegende Pumpenräume (28',28'') ausbildet, wobei die Innenkontur (26) im Bereich der Pumpenräume (28',28'') jeweils in drei gleich große Abschnitte (40,42,44) eingeteilt ist, und wobei jeweils ein Saugbereich und Druckbereich sowie ein zwischen dem Saugbereich und dem Druckbereich des jeweiligen Pumpenraums (28',28'') liegender Trennbereich gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß der eine erste Pumpenkammer bildende Saugbereich (30), der eine zweite Pumpenkammer bildende Druckbereich (32) und der eine dritte Pumpenkammer bildende Trennbereich (36) gleich groß sind und daß die Flügel (24) im Trennbereich (36) in ihrer radial maximal ausgefahrenen Position verbleiben.
  2. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte (40, 42, 44) jeweils einen Winkelbereich von 60° einnehmen.
  3. Flügelzellenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenräume (28', 28") ohne sprunghafte Änderung des radialen Geschwindigkeitsverlaufs der durch die Innenkontur (26) beeinflußten Bewegung der Flügel (24) ineinander übergehen.
  4. Flügelzellenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenkontur (26) in den Trennbereichen (34) zwischen einem Druckbereich (32) des ersten Pumpenraums (28') und einem Saugbereich (30) des zweiten Pumpenraums (28") sowie einem Druckbereich (32) des zweiten Pumpenraums (28") und einem Saugbereich (30) des ersten Pumpenraums (28') keinen eigenen Kreisbereich aufweist.
  5. Flügelzellenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Geschwindigkeit der Flügel (24) in den Trennbereichen (34) kontinuierlich von einem maximalen negativen Wert auf einen maximalen positiven Wert steigt.
  6. Flügelzellenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Geschwindigkeit im Trennbereich (34) ausschließlich bei 0° bzw. 180° einen Wert von Null aufweist.
  7. Flügelzellenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (24) in den Trennbereichen (34, 36) eine konstante radiale Beschleunigung aufweisen.
  8. Flügelzellenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub der Flügel (24) im Trennbereich (34) ausschließlich in einer Winkelstellung von 0° bzw. 180° ein Minimum besitzt.
  9. Flügelzellenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Beschleunigung im Trennbereich (36) einen Wert von Null aufweist.
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