DE2157637A1

DE2157637A1 - Fluegelzellenpumpe oder -motor

Info

Publication number: DE2157637A1
Application number: DE2157637A
Authority: DE
Inventors: Joerg Dipl Ing Scholz
Original assignee: GL Rexroth GmbH
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1971-11-20
Filing date: 1971-11-20
Publication date: 1973-05-24
Also published as: US3813194A; DE2157637C3; DE2157637B2; JPS4863304A

Description

G.L. Rexroth GmbH _{Λ c}

Akt.-Zeich. 121.141 Z I O I D O /

19.11.1971

Flügelzellenpumpe oder -motor

Die Erfindung betrifft eine Flügelzellenpumpe oder einen Flügelzellenmotor. Zur Erzielung eines guten Gesamtwirkungsgrades ist es bei diesen Maschinen von besonderer Bedeutung, daß der Zu- und Ablaufraum voneinander gut abgedichtet sind. Dies setzt insbesondere eine dichte Anlage der Flügel an der ^ Lauffläche des Laufringes der Pumpe bzw. des Motors in den Übergangsbereich zwischen Zu- und Ablaufrum voraus. In bekannter Weise wird diese Anlage der Flügel an den Laufring dadurch zu erreichen versucht, daß die untere in den Flügelschlitzen des Rotors liegenden Stirnflächen der Flügel vom Pumpendruck bzw. Einlaßdruck des Motors beaufschlagt werden. Zur Sicherstellung dieser Beaufschlagung werden im Übergangsbereich zwischen Zu- und Ablaufrauin über Rückschlagventile mit dem Druck- (bei Pumpenbetrieb) bzw. Zulaufraum (bei Motorbetrieb) in Verbindung stehende Ausnehmungen in den seitlichen Begrenzungs- bzw. Steuerplatten vorgesehen, und zwar in Höhe des Grundes der Flügelschlitze im Rotor.

Durch diese bekannte Maßnahme werden die Flügel mit Erreichen des Übergangsbereiches aus der Richtung des Zulaufraumes bei Pumpenbetrieb bzw. des Ablaufraumes bei Motorbetrieb ruckartig vom Arbeitsmitteldruck in Richtung der Lauffläche des Laufringes beaufschlagt.

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Dies bewirkt nicht nur ein erhöhtes Laufgeräusch der Pumpe bzw. des Motors, sondern auch einen erhöhten Verschleiß der Lauffläche des Laufringes an dieser Stelle und der betreffenden am Laufring angepreßten Flügelflächen. Es ist auch schon vorgeschlagen worden, die Flügel durch Verbindungsnuten zwischen jeweiligem Flügelschlitzgrund und der Flügelzelle hydraulisch auszugleichen und die erforderliche Dichtkraft durch zusätzliche von der Druckseite der Pumpe bzw. der Zulaufseite des Motors beaufschlagte kleine Kölbchen, die an der unteren Stirnseite der Flügel angreifen, zu erzeugen. Dies hat zur Folge, daß die Flügel auch im Zu- und Ablaufbereich von diesen Kölbchen mit voller Kraft gegen die Lauffläche des Laufringes gedrückt werden, obwohl in diesen Bereichen eine solche zusätzliche die Dichtkraft bewirkende Anpreßkraft für die Flügel nicht erforderlich ist.

DLe Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Flügelzellenpumpe

.- mit einfachen Mitteln oder-motor zu schaffen, bei der bzw. bei dem/die Flügel an der LauffLache des -Lauf ringes nur mit einer solchen Kraft angepreßt werden, die zum sicheren Abdichtein ausreicht ohne den Verschleiß begünstigende Werte annehmen zu müssen. Insbesondere sollen die FLügel im Zu- und Ab Lauf bereich der Pumpe bzv/. des Motors weitgehend entiastet sein und bei Eintritt in den iJbergangsbereich zwischen Zu- und AbLaufbereich nicht pLötzLLch mit einem das erfordeiLL iche Maß überschreitenden Druck in Richtung -der LauffLache des Laufringes beaufschlagt werden.

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Nach der Erfindung wird dies in einfacher Weise dadurch erreicht, daß das Druckmittel jedem Flügel- ;

schlitzgrund^v über eine Drossel zuströmt und über eine weitere Drossel aus dem Flügelschlitzgrund abströmt. Dadurch ist mit einfachsten Mitteln der erforderliche Druck für eine dichte Anlage der Flügel am Laufring genau festzulegen. Die Höhe des Druckes ergibt sich aus der Dimensionierung der beiden Drosseln.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist jeder Flügelschlitzgrund über jeweils eine Drossel mit der vor- und nacheilenden Flügelzelle verbunden und der freie Querschnitt einer jeden Drossel über ein vom Druckmittel zu betätigen-

des Schaltglied zu verändern. Die Verbindung des Flügel-Schlitzgrundes mit der vor- und nacheilenden Flügelzelle ergibt den weiteren Vorteil/ daß jeweils in der Flügelzelle mit dem niederen Druckniveau im Übergangsbereich der Druck bereits vor dem Eintritt dieser FlügelζelIe in den Druckbereich der Pumpe bzw. des Motors ansteigt und damit das den Geräuschpegel der Pumpe bzw* des Motors, sowie den Verschleiß beeinflußende Druckgefälle zwischen dieser jeweiligen Flügelzelle und dem Druck— bereich herabgesetzt wird. Vorteilhafterweise verlaufen die Drosselbohrungen im Rotor und die mit den Drosselbohrungen zusammenwirkenden Schaltglieder sind von Kugeln gebildet, wobei der Sitz der Kugel ein oder mehrere Schlitze aufweist, die bei vom Druckmittel auf den Sitz gedrückter Kugel eine Drosselstelle geringeren freien Querschnittes bilden.

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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.

Figur 1 zeigteine Draufsicht auf einen Rotor einer Flügelzellenpumpe mit Laufring und Steuerschlitze auf der Gehäusehinterseite und

Figur 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Rotorbereiches mit einer Drosselstelle.

In Figur 1 ist mit 1 der Rotor und mit 2 der exzentrisch zur Rotorachse A angeordnete Laufring bezeichnet. 3 bezeichnet die eine Steuerscheibe mit dem saugseitigen Steuerschlitz 4 und dem druckseitigen Steuerschlitz 5. Der Pfeil 6 veranschaulicht die Drehrichtung des Rotors. In dem Rotor sind über dem Umfang gleichmäßig verteilte, radial nach außen weisende Flügelschlitze zur Aufnahme der Flügel 8 eingelassen. Vom Grund 7a eines jeden Flügelschlitzes 7 führt eine Bohrung 9 zur nacheilenden Flügelzelle Io und ein Bohrung 11 zur voreilenden Flügelzelle 12. Flügelzellenseitig weisen die Bohrungen 9 und 11 Gewindeabschnitte 9a und 11a zur Aufnahme der Drosselbohrungen 2o aufweisenden Einschraubkörper 9b, 11b auf. Die Einschraubkörper 9b, 11b haben auf der den Flügelzellen Io, 12 gegenüberliegenden Seite kegelförmige Vertiefungen 9c, lic, die den Sitz für die in den Bohrungen 9 und 11 befindlichen Schaltglieder bildende Kugeln 21 bilden.

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"■'■■■' Flügel-Damit die Kugeln nicht in den Grund 7a der schlitze 7 fallen, wird dieser von den Bohrungen lediglich angeschnitten. In den kegelförmigen Vertiefungen sind Drosselschlitze 9d, lld eingelassen, die beim Aufsitzen der Kugel 21 auf ihren Sitzen 9c, lic anstelle der Drosselbohrung 2o die Drosselung über-' nehmen. Der Gesamtquerschnitt dieser Schlitze ist kleiner als

der Querschnitt der Drosselbohrungen 2o. Die Größe des Gesamtbzw. ■ querschnittes der Schlitze 9d,/lld legt die Größe des den Schlitzgrund 7a, sowie die den Schlitzgrund begrenzende untere Stirnfläche 8f der Flügel 8 beaufschlagenden Druckes fest.

In der gezeigten Rotorstellung steht die voreilende Flügelzelle 12 des im Übergangsbereich 13 zwischen dem Ende 4b des Saugschlitzes" 4 und dem Anfang 5a des Druckschlitzes 5 sich befindlichen Flügels 8 mit dem Druckschlitz in Verbindung, so daß diese Flügelzelle von dem auf der Druckseite herrschenden Druck beaufschlagt wird. Die nacheilende Flügelzelle Io des Flügels steht mit dem Saugschlitz 4 in Verbindung. Dadurch findet im Grund 7 ades dem Flügel 8 zugeordneten Flügelschlitzes 7^reine

(Fig.2)

Druckmittelströmung über die Drosselbohrung 2o/des in der Bohrung ll-^eingeschraubten Einschraubkörpers 11b und der Drosselbohrung 2q des in der Bohrung ^^eingeschraubten Einschraubkörpers 9b von der Druckseite zur Saugseite der Pumpe statt. Hierbei hebt sich die das Schaltglied bildende Kugel 21 in der Bohrung 11 ■'-von ihrem Sitz lic ab, während die Kugel 21 in der; Bohrung 9^xauf ihren Sitz 9c gepreßt wird, so daß die Drosselschlitze

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(Fig. 2)
9d/die Drosselung übernehmen. Da der Gesamtquerschnitt der Drosselschlitze 9d kleiner ist als die geöffnete Drosselboh-rung 2o des Einschraubkörpers llb_f stellt sich im Grund 7a des dem Flügel 8 zugeordneten Schlitzes 7 ein Druck ein, der größer ist als der mittlere Druck aus den in der vor- und nacheilenden Flügelzelle 12 , Io herrschenden Drücken. Die Größe des dem Grund 7 abeaufschlagenden Druckes wird von der Flächendifferenz der wirksamen Drosselquerschnitte festgelegt, d.h., der Differenz aus dem Querschnitt.der Drosselbohrung 2o und dem Gesamtquerschnitt der Drosselschlitze 9d. . Je größer diese Differenz ist, umso größer ist auch der den Grund 7a, sowie die Stirnfläche 8f des Flügels 8 beaufschlagende Druck. Zur Gewährleistung einer dichtenden Anlage der Flügelkante 8a an der Lauffläche 2a des Laufringes 2, muß bei einer symmetrischen Ausbildung der Flügelköpfe, wenn also bei deren gezeigter dachförmigen Ausbildung die vor- und nacheilende Dachfläche 8v, 8n gleiche Größe aufweisen _r der die untere Stirnfläche 8f bzw. den Grund 7a beaufschlagende Druck nur geringfügig größer gehalten werden als der sich aus den in der vor- und nacheilenden Flügelzelle wirkenden Drücken ergebende mittlere Druck. Die Flächendifferenz der wirksamen Drosselquerschnitte kann in diesem Fall klein gehalten werden.

Wird der Rotor 1 weitergedreht, so daß die Verbindung der nacheilenden Flügelzelle Io durch überfahren des Saugschlitzendes 4b durch den nachfolgenden Flügel 8 unterbrochen ist, erhöht sich der Druck in der nacheilenden Flügelzelle Lo¹. und damit gleich-

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zeitig auch der Druck-im Grund 7 a entsprechend, so daß die dichtende Anlage der Flügelkante 8a an der Lauffläche 2a des Laufringes 2 erhalten bleibt. Befinden sich durch Weiterdrehen des Rotors 1 beide Flügelzellen Io , 12 im Bereich des Druckschlitzes 5, ist der Flügel druckausgegliehen. Verläßt

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der Flügel/den Druckschlitz 5 und passiert den Übergangsbereich 14 zwischen dem Druckschlitzende 5b und dem Saugschlitzanfang 4a, verringert sich der Druck in der voreilenden Flügel-

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zelle 12, während die nachfolgende Flügelzelle Io noch vom im Druckschlitz 5 wirkenden Pumpendruck beaufschlagt wird. Hierbei kehrt sich die im Grund 7 a wirksam werdende Strömung gegenüber der Strömung beim Passieren des Übergangsbereiches um. Diese Strömung bewirkt nunmehr ein Abheben der Kugel 21 vom Sitz 9c und ein Anliegen der Kugel auf den Sitz lic, so daß

die Drosselbohrung 2o des Einsatzkörpers 9b und die Drossel-Befinden sich schlitze lld des Einsatzkörpers 11b wirksam sind. / die vor-

durch Weiterdrehen des Rotors

und nacheilenden Flügelzellen lo¹, 12¹ZIm Bereich des Saugschlitzes 4, ist der Flügel 8¹ wieder druckausgegliehen.

Die Erfindung ist nicht an das gezeigte Ausführungsbeispiel gebunden, insbesondere können die Bohrungen oder Kanäle mit den Drosselstellen zur Festlegung des die unteren Stirnflächen 8f der Flügel beaufschlagenden Druckes auch in die Steuerplatten verlegt werden.

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Claims

Patentansprüche

1./Flügelzellenpumpe- oder -motor mit Druekbeaufschlagung der Flügel in Richtung des Laufringes, dadurch gekennzeichnet , daß das Druckmittel dem Schlitzgrund (7a) eines jeden Flügels (8) über eine Drossel (2o, 9d, lld) zuströmt und über eine weitere Drossel (2o,9d,lld) aus dem Flügelschlitzgrund' (7a) abströmt.

2. Flügelzellenpumpe oder -motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß jeder Flügelschlitzgrund .(7a) über jeweils eine Drossel (2o,9d,lld) mit der vor- und nacheilenden Flügelzelle (lo,12) verbunden ist und der freie Querschnitt einer jeden Drossel (2o) über ein vom Druckmittel zu betätigendes Schaltglied (21) zu verändern ist.

3. Flügelzellenpumpe oder -motor nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet > daß die Drosseln als Bohrungen (2o) im Rotor (1) verlaufen und die mit den Drosselbohrungen (2o) zusammenwirkenden Schaltglieder' von Kugeln (21 gebildet sind, wobei der Sitz (9c,lic) einer jeden Kugel ein oder mehrere Drosselschlitze (9d,lld) aufweist, die bei vom Druckmittel auf den Sitz (9c,lic) gedrückter Kugel (21) eine Drosselstelle geringeren freien Querschnittes bilden.

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