EP1553299A2 - Verdrängerpumpe mit Flügel - Google Patents

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EP1553299A2
EP1553299A2 EP04023261A EP04023261A EP1553299A2 EP 1553299 A2 EP1553299 A2 EP 1553299A2 EP 04023261 A EP04023261 A EP 04023261A EP 04023261 A EP04023261 A EP 04023261A EP 1553299 A2 EP1553299 A2 EP 1553299A2
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displacement pump
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grooves
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Bernd Hess
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Bayerische Motoren Werke AG
Joma Hydromechanic GmbH
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Joma Hydromechanic GmbH
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Definitions

  • the invention relates to a positive displacement pump with a Wing for mutual separation of the two chambers in the Housing space of the pump housing, with the characteristics of Preamble of claim 1.
  • a vane pump which has a divided wing, wherein the one another facing ends of the wing parts teeth and tooth gaps have over which they interlock.
  • the two wing parts at their facing each other ends not sufficient against the Wing tips attacking tangential forces supported.
  • a positive displacement pump in the wing consists of two wing sections, whose are formed stepped facing each other and the individual steps nut and spring into each other to grab. Although such a wing can be in its length be changed, but the individual are based Wing sections only slightly off each other.
  • the object underlying the invention is now It is to specify a positive displacement pump in which the Wing parts against forces acting on the wing tips are better supported.
  • the two Wing sections at their facing each other Side surfaces on each other and are thereby against Tilting secured.
  • a guide of the two Wing sections is created by the two mutually facing side surfaces grooves and springs have, in the longitudinal direction of the wing itself extend, i. the orthogonal to the drive shaft run.
  • the two wing sections can so only slide in the longitudinal direction and become about the grooves and springs prevented in the direction of Drive shaft to shift.
  • the Wing sections are formed symmetrically, a Have flat profile and / or that the wing sections are identical.
  • These Ausgestalltungen have the significant advantage that the wing sections relative simple and therefore inexpensive to produce and that, in particular by the identical embodiment of Wing sections, storage is simplified.
  • wing sections both in Direction of the height of the wing, the length of the wing and the thickness of the wing is achieved by the wing in its height, in its length and / or in its thickness partially deposed.
  • Each wing section has at least in sections, the entire height, length and / or thickness of the wing.
  • the grooves and springs are designed so that they have a Make labyrinth seal.
  • the free space between the grooves and springs are sized so that Temperature variations of the wing do not cause jamming or lead to loss of leadership.
  • the grooves have a depth ranging from 20% to 50%, especially 25% to 33%, the thickness of the wing corresponds.
  • a Groove depth of 25% of the thickness of the wing becomes the advantage scored that the entire wing is essentially the same Has wall thicknesses, so that in injection-molded wings no cavities need to be provided so that the Stability of the wing is not affected.
  • Wing sections have uniform wall thicknesses. This creates the possibility that the Wing sections easily by injection molding can be produced. In die casting manufactured wing sections are also conceivable.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a Total designated 10 positive displacement pump, which a Pump housing 12 and a cylinder head 14 includes, in which a drive shaft 16 is mounted.
  • a rotor 18 is mounted, the one for Axle of the drive shaft 16 parallel recess 20, which in the illustrated embodiment by the rotor center extends, wherein in the recess 20 a slidably mounted in total with 22 designated wings is.
  • the wing 22 projects with its two ends 24 and 26th out of the recess 20 of the rotor 18 and lies by means of sealing strips 28 on the inner peripheral wall 30 of the Rotor 18 on.
  • the sealing strips 28 are pivotally connected to the Ends 24 and 26 attached so that these over two Line contacts on the inner peripheral wall 30 permanent issue. In simple embodiments, too the ends 24 and 26 directly on the inner peripheral wall 30 of the Rotor 18 abut.
  • the wing 22 is in perspective Representation reproduced and it is clearly visible that this apart from the two sealing strips 28 off two wing sections 32 and 34 consists.
  • the two Wing sections 32 and 34 are identical and lie with their side surfaces 36 to each other. These Side surfaces 36 are provided with grooves 38 and springs 40, in alternating sequence in the direction of the longitudinal axis of the wing 22, i. orthogonal to the axis of Drive shaft 16 are aligned.
  • the cross section of the Grooves 38 and springs 40 is substantially rectangular in shape, as is apparent from the cross section V-V in Figure 5.
  • FIG. 3 a section III-III through the middle of Wing 22 is shown in the longitudinal direction, shows the engagement the spring 40 of the wing portion 34 in the grooves 38 of the Wing section 32 and in particular over a wide Area extending overlap, resulting in one optimal guidance, on the other hand a very good seal causes.
  • the springs 40 are not only with their Side surfaces on the side walls of the grooves 38, but also base their base on the bottom of groove 38.
  • Such a wing 22 designed by more than 50% its length can be extended, and still offers one optimal rigidity and guidance and does not tilts within the recess 20 of the rotor 18th
  • FIG. 5 clearly shows how the Wing section 34 on the top shown there the Wing section 32 completely overlaps and thereby also a support on the opposite side of the recess 20th experiences.
  • the grooves 38 and springs 40 extend over about 20% of the total thickness of the wing 22, thereby as far as possible the uniform thicknesses at the Wing sections 32 and 34 are created.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verdrängerpumpe (10) mit einem Flügel (22) zum gegenseitigen Trennen von zwei Kammern in einem Gehäuseraum, wobei der Flügel (22) von einer im Pumpengehäuse (12) gelagerten Antriebswelle (16) antreibbar und zu dieser in einer zur Antriebswelle parallelen Ebene radial verschiebbar geführt ist und der endseitig an der Innenumfangswand (30) des Gehäuseraumes abdichtend anliegt, indem er in einem Schlitz eines im Gehäuseraum gelagerten und von der Antriebswelle (16) antreibbaren Rotors geführt ist, und wobei der Flügel (22) durch zwei zueinander fluchtende und voneinander unabhängig bewegliche Flügelteilstücke (32,34) aufweist, die teilweise überlappend aneinander anliegen, wobei die Flügelteilstücke (32,34) an ihren einander zugekehrten Seitenflächen (36) nut- und federartig miteinander in Eingriff sind, wobei die Nuten (38) und Federn (40) orthogonal zur Antriebswelle (16) verlaufen. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Verdrängerpumpe mit einem Flügel zum gegenseitigen Trennen der beiden Kammern im Gehäuseraum des Pumpengehäuses, mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
Aus der DE-A-35 37 158 ist eine Flügelzellenpumpe bekannt, die einen geteilten Flügel aufweist, wobei die einander zugewandten Enden der Flügelteile Zähne und Zahnlücken aufweisen, über welche sie ineinander greifen. Bei diesen Ausführungsformen sind die beiden Flügelteile an ihren einander zugewandt Enden nicht ausreichend gegen an den Flügelspitzen angreifende Tangentialkräfte abgestützt.
Aus der EP-A-1 134 417 ist ein Verdrängerpumpe bekannt, bei der der Flügel aus zwei Flügelteilstücken besteht, deren einander zugewandten Stirnseiten gestuft ausgebildet sind und die einzelnen Stufen nut- und federartig ineinander greifen. ein derartiger Flügel kann zwar in seiner Länge verändert werden, jedoch stützen sich die einzelnen Flügelteilstücke nur geringfügig aneinander ab.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun darin, eine Verdrängerpumpe anzugeben, bei der die Flügelteile gegen an den Flügelspitzen angreifende Kräfte besser abgestützt sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Verdrängerpumpe gelöst, die die Merkmale des Anspruches 1 aufweist.
Bei der erfindungsgemäßen Verdrängerpumpe liegen die beiden Flügelteilstücke an ihren einander zugekehrten Seitenflächen aneinander an und werden dadurch gegen Verkippen gesichert. Eine Führung der beiden Flügelteilstücke wird dadurch geschaffen, dass die beiden einander zugekehrten Seitenflächen Nuten und Federn aufweisen, die in Längsrichtung des Flügels sich erstrecken, d.h. die orthogonal zur Antriebswelle verlaufen. Die beiden Flügelteilstücke können also lediglich in Längsrichtung aneinander gleiten und werden über die Nuten und Federn daran gehindert, in Richtung der Antriebswelle sich zu verlagern.
Bei Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Flügelteilstücke symmetrisch ausgebildet sind, ein Flachprofil aufweisen und/oder dass die Flügelteilstücke identisch sind. Diese Ausgestalltungen haben den wesentlichen Vorteil, dass die Flügelteilstücke relativ einfach und somit preiswert herstellbar sind und dass, insbesondere durch die identische Ausgestaltung der Flügelteilstücke, die Lagerhaltung vereinfacht wird.
Eine optimale Führung der Flügelteilstücke auch bei sehr großen Längenänderungen des Flügels wird dadurch erreicht, dass sich die Nuten und Federn über 50% bis 98%, insbesondere 75% bis 95% der Länge des Flügels erstrecken. Hierdurch wird optimal ein Verkanten der Flügelteilstücke verhindert und die Flügelteilstücke stützen sich an Druckpunkten im Rotor ab, die weit voneinander entfernt sind.
Eine weitere Abstützung der Flügelteilstücke sowohl in Richtung der Höhe des Flügels, der Länge des Flügels und der Dicke des Flügels wird dadurch erzielt, dass der Flügel in seiner Höhe, in seiner Länge und/oder in seiner Dicke teilweise abgesetzt ist. Jedes Flügelteilstück weist zumindest abschnittsweise die komplette Höhe, Länge und/oder Dicke des Flügels auf.
Die Nuten und Federn sind so ausgebildet, dass sie eine Labyrinthdichtung bilden. Dabei ist der Freiraum zwischen den Nuten und Federn so bemessen, dass Temperaturschwankungen des Flügels nicht zu einem Klemmen bzw. zum Verlust der Führung führen.
Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel weisen die Nuten eine Tiefe auf, die 20% bis 50%, insbesondere 25% bis 33%, der Dicke des Flügels entspricht. Bei einer Nuttiefe von 25% der Dicke des Flügels wird der Vorteil erzielt, dass der gesamte Flügel im Wesentlichen gleiche Wanddicken aufweist, sodass bei spritzgegossenen Flügeln keine Hohlräume vorgesehen werden müssen, sodass die Stabilität des Flügels nicht beeinträchtigt wird.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel sieht vor, dass die Flügelteilstücke gleichmäßige Wandstärken aufweisen. Dadurch wird die Möglichkeit geschaffen, das die Flügelteilstücke problemlos im Spritzgießverfahren hergestellt werden können. Im Druckgussverfahren hergestellte Flügelteilstücke sind ebenfalls denkbar.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in der Zeichnung dargestellten sowie in der Beschreibung und in den Ansprüchen erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
In der Zeichnung zeigen:
Figur 1:
eine schaubildliche perspektivische Ansicht in den geöffneten Gehäuseraum einer Verdrängerpumpe;
Figur 2:
eine perspektivische Darstellung des Pumpenflügels;
Figur 3:
einen Schnitt III-III gemäß Figur 4 durch die Längsseite des Flügels;
Figur 4:
einen Schnitt IV-IV gemäß Figur 3; und
Figur 5:
einen Querschnitt V-V gemäß Figur 3.
Die Figur 1 zeigt in schaubildlicher Darstellung eine insgesamt mit 10 bezeichnete Verdrängerpumpe, welche ein Pumpengehäuse 12 und einen Zylinderkopf 14 umfasst, in welchem eine Antriebswelle 16 gelagert ist. Auf die Antriebswelle 16 ist ein Rotor 18 aufgesetzt, der eine zur Achse der Antriebswelle 16 parallele Aussparung 20, welche beim dargestellten Ausführungsbeispiel durch die Rotormitte verläuft, aufweist, wobei in der Aussparung 20 ein insgesamt mit 22 bezeichneter Flügel verschieblich gelagert ist. Der Flügel 22 ragt mit seinen beiden Enden 24 und 26 aus der Aussparung 20 des Rotors 18 heraus und liegt mittels Abdichtleisten 28 an der Innenumfangswand 30 des Rotors 18 an. Die Abdichtleisten 28 sind schwenkbar an den Enden 24 und 26 befestigt, so dass diese über zwei Linienberührungen an der Innenumfangswand 30 permanent anliegen. Bei einfachen Ausführungsbeispielen können auch die Enden 24 und 26 direkt an der Innenumfangswand 30 des Rotors 18 anliegen.
In der Figur 2 ist der Flügel 22 in perspektivischer Darstellung wiedergegeben und es ist deutlich erkennbar, dass dieser abgesehen von den beiden Dichtleisten 28 aus zwei Flügelteilstücken 32 und 34 besteht. Die beiden Flügelteilstücke 32 und 34 sind identisch ausgebildet und liegen mit ihren Seitenflächen 36 aneinander an. Diese Seitenflächen 36 sind mit Nuten 38 und Federn 40 versehen, die in abwechselnder Folge sich in Richtung der Längsachse des Flügels 22 erstrecken, d.h. orthogonal zur Achse der Antriebswelle 16 ausgerichtet sind. Der Querschnitt der Nuten 38 und Federn 40 ist im wesentlichen rechteckförmig, wie sich aus dem Querschnitt V-V in Figur 5 ergibt.
Aus der Figur 2 ist noch ersichtlich, dass jedes Flügelteilstück 32 und 34 über einen Absatz 42 in seiner Länge und in seiner Höhe abgesetzt ist und dass die beiden Flügelteilstücke 32 und 34 über einen Absatz 44 in der Dicke abgesetzt ist. Außerdem ist erkennbar, dass sich jedes Flügelteilstück 32 und 34 über etwa 90% der Gesamtlänge des Flügels 22 erstreckt, was den Vorteil hat, dass sich die Flügelteilstücke 32 und 34 innerhalb der Aussparung 20 an Punkten abstützen, die radial relativ weit außen, d.h. im Bereich des Rotorumfanges liegen, so dass den Kippmomenten relativ hohe Gegenmomente entgegengebracht werden können. Die Kippneigung wird auf diese Weise auf ein Minimum reduziert.
Die Figur 3, die einen Schnitt III-III durch die Mitte des Flügels 22 in Längsrichtung darstellt, zeigt den Eingriff der Feder 40 des Flügelteilstücks 34 in die Nuten 38 des Flügelteilstücks 32 und insbesondere die über einen weiten Bereich verlaufende Überlappung, was zum Einen eine optimale Führung, zum Anderen eine sehr gute Abdichtung bewirkt. Die Federn 40 liegen nicht nur mit ihren Seitenflächen an den Seitenwänden der Nuten 38 an, sondern stützen sich auch mit ihrer Basis am Grund der Nut 38 ab. Ein derart ausgestalteter Flügel 22 kann um mehr als 50% seiner Länge verlängert werden, und bietet dennoch eine optimale Steifigkeit und Führung und neigt nicht zum Kippen innerhalb der Aussparung 20 des Rotors 18.
In der Figur 5 ist anschaulich dargestellt, wie das Flügelteilstück 34 an der dort dargestellten Oberseite das Flügelteilstück 32 vollständig übergreift und dadurch auch eine Abstützung auf der Gegenseite der Aussparung 20 erfährt. Die Nuten 38 und Federn 40 erstrecken sich über etwa 20% der Gesamtdicke des Flügels 22, wodurch weitestgehend die gleichmäßigen Dicken bei den Flügelteilstücken 32 und 34 geschaffen werden.

Claims (11)

  1. Verdrängerpumpe (10) mit einem Flügel (22) zum gegenseitigen Trennen von zwei Kammern in einem Gehäuseraum, wobei der Flügel (22) von einer im Pumpengehäuse (12) gelagerten Antriebswelle (16) antreibbar und zu dieser in einer zur Antriebswelle (16) parallelen Ebene radial verschiebbar dadurch geführt ist, dass er in einer Aussparung (20) eines im Gehäuseraum drehbar gelagerten und von der Antriebswelle (16) antreibbaren Rotors (18) gehalten ist, und der endseitig an der Innenumfangswand (30) des Gehäuseraumes abdichtend anliegt, wobei der Flügel (22) zwei zueinander fluchtende und voneinander unabhängig bewegliche Flügelteilstücke (32 und 34) aufweist, die teilweise überlappend aneinander anliegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügelteilstücke (32 und 34) an ihren einander zugekehrten Seitenflächen (36) nut- und federartig miteinander in Eingriff sind, wobei die Nuten (38) und Federn (40) orthogonal zur Antriebswelle (16) verlaufen.
  2. Verdrängerpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügelteilstücke (32 und 34) symmetrisch ausgebildet sind.
  3. Verdrängerpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügelteilstücke (32 und 34) ein Flachprofil aufweisen.
  4. Verdrängerpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügelteilstücke (32 und 34) identisch sind.
  5. Verdrängerpumpe nach einem der Vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Nuten (38) und Federn (40) über 50% bis 98%, insbesondere über 75% bis 95%, der Länge des Flügels (22) erstrecken.
  6. Verdrängerpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flügel (22) in seiner Höhe teilweise abgesetzt ist.
  7. Verdrängerpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flügel (2) in seiner Länge teilweise abgesetzt ist.
  8. Verdrängerpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flügel (22) in seiner Dicke teilweise abgesetzt ist.
  9. Verdrängerpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (38) und Federn (40) eine Labyrinthdichtung bilden.
  10. Verdrängerpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (38) eine Tiefe aufweisen die 20% bis 50%, insbesondere 25% bis 33%, der Dicke des Flügels (22) entspricht.
  11. Verdrängerpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügelteilstücke (32 und 34) gleichmäßige Wandstärken aufweisen.
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