DE2306064C2 - Flügelzellenpumpe - Google Patents

Description

a) das Gehäuse besteht aus einem den Auslaßkanal (18) aufnehmenden Gehäusehauptteil (10), einem Gehäusekopfteil (20) und einem den Einlaßkanai (2S) aufnehmenden, iupfförrnigen Gehäusedeckel (26);

b) am Hubring (32) sind zwei flexible Seitenplatten (40) seitlich angeklemmt und umgeben den Rotor (36), wobei die Teile (32,36,40) als Einsatz (24) gestaltet sind;

c) der Gehäusekopfteil (20) und der Einsatz (24) sind an dem Gehäusehauptteil (10) angeschraubt und sind von dem topfförmigen Gehäusedeckel (26) umgeben;

d) es siuJ jeweils zwei sich axial gegenüberstehende Drucktaschen <50) vorgesehen, wovon die eine zwischen dem gehäusehauptteil (10) und einer der SeitenplaK-n (40) und die andere zwischen dem GehäuseKopfteil (20) und der anderen Seitenplatte (40) untergebracht ist;

β) die flexiblen Seitenplatten (40) weisen bogenförmige Durchbrüche zum Pumpenraum als Saugöffnungen (44, 46) und als Drucköffnungen (42,48) auf, wobei letztere mit den Drucktaschen (50) in unmittelbarer Verbindung steht.

2. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucktaschen (50) eine Umfangslänge aufweisen, welche etwa zweimal so groß wie die der Drucköffnungen (42) ist.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flügelzellenpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1

Bei einer bekannten Flügelzellenpumpe dieser Art (US-PS 28 42 064) ist eine flexible Seitenplatte vorgesehen, auf deren Rückseite nierenförmige Kompensationsfelder und ein Ausweichspalt vorgesehen sind. Die nierenförmigen Kompensationsfelder füllen sich nur indirekt mit dem Druckmedium. Die Seitenplatte ist direkt im Gehäuse eingespannt, so daß sich hinsichtlich ' der auftretenden Spalte die unterschiedlichen Wärmedehnungen im Bereich des Gehäuses und des- Rotors bemerkbar machen.

Flügelzellenpumpen mit topfförmigem Gehausedekkel und einem Einsatz aus Hubring, Rotor und Seitenplatten sind an sich bekannt (DE-PS 10 61 088), jedoch

sind die Seitenplatten auf ihrer ganzen Fläche eingeklemmt und nicht flexibel gestaltet. Ein automatischer Spielausgleich zwischen den sich drehenden und den feststehenden Maschinenteilen ist nicht möglich. Zur Erhöhung des volumetrischen Wirkungsgrades und Herabsetzung der inneren Leckage sind möglichst starre Seitenplatten als notwendig angesehen worden (DE-OS 20 43 468). Dabei wird eine schwere Gehäusekonstruktion vorausgesetzt. Da bei einer Flügelzellenpumpe sich der Rotor im Betrieb stärker aisdehnt als das Gehäuse, sind gleichbleibende Spalte während des Betriebs auch bei einer starren Konstruktion nicht zu erwarten. s

Bei Zahnradpumpen (US-PS 34 33 390) ist es § bekannt, seitliche Ve.-schleißplatten aus Bronze und Stahl zu verwenden und diese insgesamt von der Rückseite her gegen die Zahnräder zu drängen. Auf die Biegsamkeit dieser Verschleißplatten kommt es nicht an.

Wenn man bei einer Flügelzellenpumpe das Laufspiel gering macht, nimmt der mechanische Wirkungsgrad ab, und es tritt die Gefahr des Fressens auf, während bei Erhöhung des Laufspiels der volumetrische Wirkungsgrad abnimmt. Vielfach hängt die Größe des Laufspiels von den auftretenden Pumpendrücken und Temperaturen ab, die zwischen den unterschiedlichen Maschinenteilen unterschiedlich sein können und sich im Laufe des Betriebes ändern.

Der Erfindung Megt die Aufgabe zugrunde, eine Flügelzellenpumpe so zu gestalten, daß ein automatischer Laufspielausgleich stattfindet. Dabei soll auch ein relativ leichtes Pumpengehäuse verwendet werden können. Die gestellte Aufgabe wird durch die angegebene Kombination des Anspruchs 1 gelöst.

Der topfförmige Gehäusedeckel hat zwar eine große Wirkfläche, jedoch wirkt auf diese nur der niedrige Druck des Einlaßkanals, während der hohe Pumpendruck des Auslaßkanals durch das Gehäusehauptteil abgeführt wird (Merkmal a). welches infolge der kleineren Einwirkfläche sich verhältnismäßig wenig verbiegt. Der Hubring, die flexiblen Seitenplatten und der Rotor sind als Einsatz gestaltet (Merkmai b), und dieser Einsatz wird mit dem Gehäusekonfteil an das Gehäusehauptteil angeschraubt (Merkmal c), so daß die vom Pumpenhochdruck betroffenen Maschinenteile konzentriert angeordnet sind und bei auftretenden Wärmedehnungen den äußeren, topfförmigen Gehäusedeckel nicht beeinträchtigen. Die vom Hochdruck betroffenen, konzentriert angeordneten Maschinenteile enthalten die Drucktaschen (Merkmal d), welche zu einer abgestimmten Anprossung und Biegung der flexiblen Seitenplatten im Bereich der kritischen Pumpendruckräume fuhren. Bei hohem DruckgefäHe wären die Leckströme zwischen Rotor und den Seitenplatten relativ groß, jedoch wird das Laufspiel durch die Druckfelder infolge der Drucktaschen verringert, und zwar unabhängig davon, in welchem Maße eine Wärmedehnung des Rotors stattgefunden hat. Die Anpassung des Laufspiels folgt unmittelbar den Pumpendruckänderungen (Merkmal e). Das Laufspiel im Bereich der Pumpensaugseite stellt sich auf den Leckölstrom ein, wie dieser vom Laufspiel im Bereich des Pumpenhochdrucks automatisch geregelt wird.
; hl Ein Ausführungsbeispiel·derjErfindung^ird anhand I der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Flügelzellenpumpe gemäß 1-i in F i g. 2,

F i g. 2 einen Querschnitt entlang der Linie 2-2 in F i g. 1,

F i g. 3 einen Querschnitt entlang der Linie 3-3 in

Fig. 1,
F i g. 4 eine perspektivische Ansicht eines Hubrings

mit Rotor und

F i g. 5 eine perspektivische Ansicht einer Seitenplatte.

Das in den F i g. 1 und 2 dargestellte Pumpengehäuse enthält ein Gehäusehauptteil 10, in dem ein Wälzlager 12 und ein Wellendichtring 14 für eine Antriebswelle 16 und ein Auslaßk*mal 18 vorgesehen sind. Ein Gehäusekopfteil 20 ist am Gehäusehauptteil 10 mit Kopfschrauben 22 befestigt und dient zur Halterung eines Einsatzes 24. Der Gehäusekopftei! 20 und der Einsatz 24 werden von einem topfförmigen Gehäusedeckel 26 umgeben, der einen Einlaßkanal 28 aufweist und mit Schrauben 30 am Gehäusehauptteil 10 befestigt ist.

Der Einsatz 24 enthält einon Hnbring 32 (F i g. 4) mit einem ovalen Innenraum 34 und einen mit Schlitzen versehenen Rotor 36. Der Rotor 36 besitzt Flügel 38 und eine Kerbverzahnung zum Antrieb durch die Welle 16. Die axiale Bemessung des Rotors 36 und der Flügel 38 ist geringfügig kleiner als die axiale Erstreckung des Hubrings 32, und zwar um einen Betrag, der gf nngfügig größer ist als das kleinstmögliche Laufspiel bei Vollast. Zum Einsatz 24 gehören weiterhin zwei flexible Seitenplatten 40, die vorzugsweise aus Bimetallblech bestehen, z. B. aus Stahl und Bronze, wobei der Stahl die federnde und biegsame Unterlage für das Bronzelagermetall bildet, das auf der am Rotor und den Flügeln anliegenden Seite angeordnet ist. Die Seitenplatten 40 können ohne große Kosten durch Stanzen hergestellt werden, wobei außer den Bohrungen für die Schraubbolzen und die Welle auch zwei diametral gegenüberliegende, bogenförmige Durchbrüche als Drucköffnungen 42 ausgestanzt werden, die zu jeweils einem Zweig des Auslaßkanals 18 weiterführen. Die Seitenplatten 40 weisen ferner zwei diametral gegenüberliegende, ausgestanzte Saugöffnungen 44 auf, die in den Einlaßkanal 28 einmünden. Darüber hinaus können noch weitere Öffnungen 46,48 vorgesehen sein, um die hydraulische Verbindung zwischen den Schlitzfüßen (als Saugöffnungen 46 und Drucköffnungen 48) und den entsprechenden Saug- und Druckkanälen herzustellen.
An den Endflächen des Gehäusehauptteils 10 und des Gehäusekopfteils 20 sind jeweils zwei Drucktaschen 50 vorgesehen, die sich diametral gegenüberliegen, d. h. paarweise angeordnet sind (F i g. 2). Die Dmcktaschen 50 umgeben die Drucköffnungen 42 und erstrecken sich bogenförmig mit ungefähr der doppelten Länge der

■o Drucköffnungen 42. Die Drucktaschen 50 haben einen unregelmäßigen, kurvenförmigen Umriß und werden dort durch je eine Dichtung 52 abgedichtet. Die Größe der Wirkfläche wird durch Versuch ermittelt. Die Dichtung 52 ist vorzugsweise ein einfacher Schnurring aus einem Elastomer, der durch ein Haltestück 54 (F i g. 2) an den Umfang der Drucktasche 50 gehalten wird.

Bei Betrieb wird das Druckmittel, das durch den Einlaßkanal 28 eintritt, im Einsatz 24 in herkömmlicher Weise zum Druckkanal 18 gefördert. Das Laufspiel zwisehen den Seitenplatten 40 und dem Rotor 32 sowie den Flügen 38 wird automatisch durch den Pumpendruck eingestellt, der in den DrucktaschetiöO an der Außenseite der Seitenplatten 40 anliegt. Die Giöße der Wirkfläche, von der die Pumpenkammer-Hochdruckfläche abzuziehen ist, wird im Hinblick auf das gewünschte Laufspiel bestimmt. Im einzelnen sind der Elastizitätsmodul eier Seitenplatten 40 und deren Dicke so zu wählen, daß beim Pumpenhöchstdruck die Durchbiegung der Seitenplatten 40 nach innen das Laufspiel an der

Seite des Rotors bis auf Ölfilmdicke verringert. Die Seitenplatten 40 sind als an ihren Rändern eingespannt zu betrachten und können zwischen den bogenförmigen Saug- und Drucköffnungen 42, 44 ein wenig durchbiegen, wie dies durch die kürzere axiale Erstreckung des Rotors 36 gegenüber dem Hubring 32 ermöglicht wird. Auf diese Weise kann die Leckströmung entlang den Endseiten des Rotors 36 und der Flügel 38 in engen Grenzen gesteuert werden, so daß sowohl ein hoher volumetrischer als auch ein hoher mechanischer Wirkungsgrad erhalten werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Flügelzellenpumpe mit einem wenigstens zweiteiligen Gehäuse, in welchem Einlaß- und Auslaßkanäle untergebracht sind, mit einem Hubring, mit einem darin angeordneten, axial geringfügig schmäleren Rotor einschließlich von Flügeln, mit wenigstens einer flexiblen Seitenplatte, die wenigstens den Rotor und den Hubring überdeckt und an ihrer Rückseite wenigstens ein nierenformiges Druckfeld beherbergt, welches durch eine Drucktasche im Gehäuse mit Randabdichtung gebildet ist, und mit einer Antriebswelle, die in dem einen Gehäuseteil gelagert ist, die Seitenplatte durchsetzt und in den Rotor zu dessen Antrieb hineinreicht, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: