DE2555595C2

DE2555595C2 - Vane pump

Info

Publication number: DE2555595C2
Application number: DE19752555595
Authority: DE
Inventors: Shigeru Yono Saitama Saito; Hiroshi Utsunomiya Tochigi Sakamaki
Original assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd; Toyota Jidosha Kogyo KK
Current assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 1974-12-13
Filing date: 1975-12-10
Publication date: 1986-01-23
Also published as: FR2294348B1; DE2555595A1; FR2294348A1; CA1034933A; AU8747175A; GB1525740A

Description

Hochdruckkanal 12 sind 2wei Gehäuseseitendeckel 21 und 22 befestigt, und zwar unter Zwischenfügung von Schnurringdichtungen 33 und flexible Abdichtplatten 31 und 32. Das Gehäusemittelteil 10 weist auf jeder Seitenfläche jeweils eine ringförmig umlaufende Nut 13 zur Aufnahme der Schnurringdichtungen 33 und Bypasskanäle 10a auf, welche sich zu dem Auslaßkanal 12 hin öffnen. Am äußeren Umfang des Gehäusemittelteils 10 ist eine Anzahl von Kühlrippen 14 angebracht. Die äußeren Enden der flexiblen Abdichtplatten 31 und 32 sind unter Zwischenlage der Schnurringdichtungen 33 jeweilü zwischen einem der Seitendeckel 21 und 22 und dem Gehäusemittelteil eingespannt, während die mittleren Bereiche der Abdiditplatten 31,32 die Pumpenkammer seitlich begrenzen.High-pressure channel 12, two housing side covers 21 and 22 are attached, with the interposition of Cord ring seals 33 and flexible sealing plates 31 and 32. The housing middle part 10 faces on each side surface in each case a ring-shaped circumferential groove 13 for receiving the cord ring seals 33 and bypass channels 10a, which open towards the outlet channel 12. On the outer circumference of the housing middle part 10 a number of cooling fins 14 is attached. The outer ends of the flexible sealing plates 31 and 32 are with the interposition of the cord ring seals 33 respectively clamped between one of the side covers 21 and 22 and the housing middle part, while the middle Areas of the abdidit plates 31,32 the pump chamber limit laterally.

Die Abdichtplatten 31 und 32 sind jeweils mit Durchgangsbohrungen 31a und 32a im Zuge der Bypasskanäle 10a versehen und die Abdichtplatte 32 weist ferner eine Nabe als Wellendichtung 32fc zur Abstützung und Abdichtung einer Antriebswelle 11 auf. Die Abdichtplatten 31 und 32 sind aus selbstschmierep.dem und hitzebeständigem Material, beispielsweise einem hitzei>eständigen Kunststoff mit niedrigem Reibbeiwert, hergestellt Auf der inneren Seitenfläche der Gehäuseseitendeckel 21 und 22 sind kreisförmige Aussparungen 21a und 22a vorgesehen, weiche zwei Druckkammern 25 und 26 bilden, die von den Abdichtplatten 31 und 32 seitlich begrenzt verden und mit dem Auslaßkanal 12 des Gehäusemittelteils 10 über Kanäle 216 und 226, die Bohrungen 31a und 32a sowie den Bypasskanal 10a in Verbindung stehen. Die kreisförmigen Aussparungen 21a und 22a sind konzentrisch zur Achse der inneren peripheren Wandung des Gehäusemittelteils 10, d.h. die Querschnittsfläche jeder Aussparung stimmt im wesentlichen mit der Querschnittsfläche der Pumpenkammer überein. The sealing plates 31 and 32 are each provided with through bores 31a and 32a in the course of the bypass channels 10a and the sealing plate 32 also has a hub as a shaft seal 32fc for support and sealing a drive shaft 11. The sealing plates 31 and 32 are made of self-lubricating and heat-resistant Material, for example a heat resistant material Plastic with a low coefficient of friction, manufactured on the inner side surface of the housing side cover 21 and 22 circular recesses 21a and 22a are provided, which form two pressure chambers 25 and 26, which verden laterally limited by the sealing plates 31 and 32 and with the outlet channel 12 of the housing middle part 10 via channels 216 and 226, the bores 31a and 32a and the bypass channel 10a in connection stand. The circular recesses 21a and 22a are concentric with the axis of the inner peripheral Wall of the housing middle part 10, i.e. the cross-sectional area of each recess is essentially correct with the cross-sectional area of the pump chamber.

Innerhalb der Pumpenkammer, eingeschlossen zwischen der peripheren Wandung des Gehäusemittelteils 10 und den Abdichtplatten 31 und 32, ist mittels eines Federkeils 16 ein Rotor 40 auf der Antriebswelle 17 befestigt, welche mittels eines Kugellagers 18 in dem Gehäuseseitendeckel 22 sowie in der Wellendichtung 326 der Abdichtplatte 32 gelagert ist Die Lage der Welle 17 ist exzentrisch zur Achse der inneren peripheren Wandung des Gehäusemittelteils 10. Die Wellendichtung 326 der Abdichtplatte 32 wird .nittels einer ringförmigen Feder 15 nach innen geklemmt, um die Welle 17 luftdicht abzudichten und Kriechströme von öl oder Fett des Kugellagers 18 in die Pumpenkammer zu vermeiden. Da der Rotoi 40 exzentrisch innerhalb der Pumpenkammer rotiert, kommt er nur mit einer Seite der zylindrischen Innenwandung des Gehäusemittelteils 10 in Berührung. Der Rotor 40 weist radiale Schlitze 41 auf, die sich in axialer Richtung erstrecken und an den Endflächen des Rotors 40 endigen. Flügel 42 sind in den Schlitzen 41 des Rotors 40 geführt und erstrecken sich zwischen den beiden zueinander parallelen Seitenflächen des Schlitzes und endigen in Ebenen fluchtend zu den Enden des Rotors 40. Während der Drehung des Rotors 40 werden die Flügel 42 infolge Zentrifugalkraft nach außen gedrängt und von der inneren peripheren Wandung des Gehäuses 10 geführt. Zwischen diesen Teilen bilden sich vergrößernde und verkleinernde Saug- und Druck- oder Lieferkammern.Inside the pump chamber, enclosed between the peripheral wall of the housing middle part 10 and the sealing plates 31 and 32, a rotor 40 is mounted on the drive shaft 17 by means of a spring wedge 16 attached, which by means of a ball bearing 18 in the housing side cover 22 and in the shaft seal 326 of the sealing plate 32 is mounted. The position of the shaft 17 is eccentric to the axis of the inner peripheral Wall of the middle part of the housing 10. The shaft seal 326 of the sealing plate 32 is formed by means of an annular Spring 15 clamped inward to seal the shaft 17 airtight and leakage currents of oil or To avoid grease of the ball bearing 18 in the pump chamber. Since the Rotoi 40 is eccentric within the If the pump chamber rotates, it only comes with one side of the cylindrical inner wall of the middle part of the housing 10 in touch. The rotor 40 has radial slots 41 which extend in the axial direction and to the End faces of the rotor 40 end. Vanes 42 are guided in the slots 41 of the rotor 40 and extend between the two mutually parallel side surfaces of the slot and end in planes in alignment the ends of the rotor 40. During the rotation of the rotor 40, the blades 42 are due to centrifugal force pushed outward and guided by the inner peripheral wall of the housing 10. Between these Parts form enlarging and reducing suction and pressure or delivery chambers.

Wenn die trecken laufende Flügelzellenpumpe mii den beschriebenen Eigenschaften als Verdichter betrieben wird, gelangt komprimierte Luft aus dem Hochdruckkanal 12 über die Bypasskanäle 12a sowie die Kanäle 216 und 226 in die beiden Druckkammern 25 und 26, so daß die biegsamen Abdichtplatten 31 und 32 auf die sich gegenüberliegenden Seiten des Rotors 40 infolge des Druckunterschiedes zwischen diesen Druckkammern 25 und 26 und dem Pumpenraum gepreßt werden. Wenn die Pumpe als Saugpumpe verwendet wird, liegt der am Auslaß 12 erscheinende atmosphärische Druck über die Bypasskanäle 12a und die Kanäle 216 und 226 in den beiden Druckkammern 25 und 26 an, so daß die ίο biegsamen Abdichtplatten 31 und 32 ebenfalls auf die sich gegenüberstehenden Seiten des Rotors 40 infolge des negativen Druckunterschiedes zwischen der Pumpenkammer und dem atmosphärischen Druck der Druckkammern 25 und 26 angepreßt werden.
Die Saug- und Druckkammern im Pumpeninneren sind demnach luftdicht voneinander getrennt, und zwar infolge des Endflächen-Abdichtkontaktes der Abdichtplatten 31 und 32 mit den sich gegenüberstehenden Endflächen des Rotors 40. Auf diese Weise wird ein guter volumetrischer Wirkungsgrad der Pumpe erzielt. Ferner werden öl- oder Fett-Kriechstritine in das Pumpeninnere von den Kugellagern 18 durch die Wellendichtung 326 der Abdichtplatte 32 unterbunden. Ferner kann der Kontaktdruck der Abdichtplatten 31 und 32 gegen die Endflächen des Rotors 40 in Abhängigkeit von eier Antriebsart bzw. Zustand der Pumpe gesteuert werden, und selbst wenn sich der Rotor 40 in axialer Richtung, zum Beispiel infolge der Reibungswärme ausdehnt oder in axialer Richtung infolge eines Montagefehlers verschiebt wird die thermische Ausdehnung oder die axiale Verschiebung des Rotors 40 durch die Abdichtplatten 31 und 32 aufgenommen, weiche den Endflächen-Abdichtkontakt aufrechterhalten, da die axiale Tiefe 1 der Aussparungen 21a und 22a so vorgewählt ist, daß diese thermische Ausdehnung und/oder die axiale Verschiebung des Rotors 40 ermöglicht wird. F i g. 3 zeigt eine Modifikation der beschriebenen Flügelzellenpumpe, wobei die Druckkammern 25 und 26 jeweils mit der atmosphärischen Luft über Kanäle 21c und 22c verbunden sind. Diese Modifikation ist nur als S -.ug- oder Vakuumpumpe brauchbar.When the long running vane pump with the properties described is operated as a compressor, compressed air from the high pressure channel 12 via the bypass channels 12a and the channels 216 and 226 in the two pressure chambers 25 and 26, so that the flexible sealing plates 31 and 32 on the opposite sides of the rotor 40 are pressed as a result of the pressure difference between these pressure chambers 25 and 26 and the pump chamber. When the pump is used as a suction pump, the atmospheric pressure appearing at the outlet 12 is applied via the bypass channels 12a and the channels 216 and 226 in the two pressure chambers 25 and 26, so that the flexible sealing plates 31 and 32 are also on the opposite sides of the rotor 40 due to the negative pressure difference between the pump chamber and the atmospheric pressure of the pressure chambers 25 and 26 are pressed.
The suction and pressure chambers inside the pump are accordingly separated from one another in airtight manner due to the end face sealing contact of the sealing plates 31 and 32 with the opposing end faces of the rotor 40. In this way, a good volumetric efficiency of the pump is achieved. Furthermore, oil or grease creeping trritins into the interior of the pump are prevented by the ball bearings 18 through the shaft seal 326 of the sealing plate 32. Further, the contact pressure of the sealing plates 31 and 32 against the end surfaces of the rotor 40 can be controlled depending on a driving mode or state of the pump, and even if the rotor 40 expands in the axial direction, for example due to frictional heat, or in the axial direction as a result a mounting error displaced the thermal expansion or the axial displacement of the rotor 40 is absorbed by the sealing plates 31 and 32, which maintain the end face sealing contact, since the axial depth 1 of the recesses 21a and 22a is preselected so that this thermal expansion and / or the axial displacement of the rotor 40 is made possible. F i g. 3 shows a modification of the vane pump described, the pressure chambers 25 and 26 each being connected to the atmospheric air via channels 21c and 22c. This modification can only be used as a suction or vacuum pump.

F i g. 4 zeigt eine weitere Modifikation der beschriebenen Flügelzellenpumpe, wobei die Druckkammern 25 und 26 jeweils mit Druckuft gefüllt und mit Rückschlagventilen 35 und 36 verschlossen sind. Uer Druck innerhalb der Kammern 25 und 26 ist größer als der Druck der in dem Arbeitsraum der Pumpe komprimierten Luft. Deshalb ist diese Modifikation als Saugpumpe oder als Luftkompressor geeignet.F i g. 4 shows a further modification of the vane pump described, the pressure chambers 25 and 26 are each filled with compressed air and closed with check valves 35 and 36. Uer pressure inside the chambers 25 and 26 is greater than the pressure of the compressed air in the working space of the pump. Therefore this modification is suitable as a suction pump or as an air compressor.

In F i g. 5 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung gezeigt, wobei die Abdichtplatten 31 und 32 dauernd auf sich gegenüberliegenden Seiten des Rotors 40 mitMs Luftbälgen 41 bzw. 42 gedrückt werden, die innerhalb der Kammern 25 und 26 enthalten sind. Der Luftbalg 41 der !liken Seite besitzt eine kreisförmige Gestalt entsprechend der inneren peripheren Wandung der Aussparung 21a und ist mit Druckluft gefüllt die aus einer äußeren Druckluftquelle über sin Rückschlagven til 41a eingefüllt worden ist. Der Luftbalg 42 der rechten Seite besitzt eine kreisringförmige Gestalt und liegt zwischen dem äußeren Rand der Wellendichtung 326 der Abdichtplatte 32 und der inneren peripheren Wandung der Aussparung 22a. Auch der Luftbalg 42 ist mit Druckluft gefüllt, die von einer äußeren Druckquelle über ein Rückschlagventil 42a eingefüllt worden istIn Fig. 5 shows a further embodiment of the invention, the sealing plates 31 and 32 being permanent are pressed on opposite sides of the rotor 40 with Ms air bladders 41 and 42, respectively, positioned within the chambers 25 and 26 are included. The air bellows 41 on the left side has a circular shape Shape corresponding to the inner peripheral wall of the recess 21a and is filled with compressed air from the an external compressed air source via sin Rückschlagven valve 41a has been filled. The air bellows 42 of the right The side has an annular shape and lies between the outer edge of the shaft seal 326 the sealing plate 32 and the inner peripheral wall of the recess 22a. The air bellows 42 is also included Compressed air filled, which has been filled from an external pressure source via a check valve 42a

F i g. 6 zeigt eine Modifikation der Flügelzellenpumpe nach F i g. 5, wobei Luftbälge 43,44 ohne Nachfüllmöglichkeit benutzt werden. Diese Luftbälge 43 und 44 sindF i g. 6 shows a modification of the vane pump according to FIG. 5, with air bellows 43,44 without refill option to be used. These air bellows 43 and 44 are

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jeweils innerhalb der Kammern 25 und 26 untergebracht und stehen unter einem vorbestimmten Druck,each housed within the chambers 25 and 26 and are under a predetermined pressure,

um die Abdichtplatten 31 und 32 nach innen zu drücken. . 'to push the sealing plates 31 and 32 inward. . '

F i g. 7 zeigt eine weitere Modifikation der Flügelzel- -^! F i g. 7 shows a further modification of the wing cell - ^!

lenpumpe nach F i g. 5, wobei der Druck in der Druck- 5 )oil pump according to FIG. 5, the pressure in the printing 5)

kammer 26 (statt durch Luft) durch Federdruck erzeugt ;chamber 26 (instead of air) generated by spring pressure;

wird, und zwar wird die Abdichtplatte 31 der linken £,is, namely the sealing plate 31 of the left £,

Seite gegen die entsprechende Stirnfläche des Rotors 40 ^:.^: Side against the corresponding face of the rotor 40 ^:. ^:

mittels wellenförmig gestalteter Federn 45 und 46 ge- ;!by means of wave-shaped springs 45 and 46;

preßt, während die Abdichtplatte 32 der rechten Seite 10 ^: :presses, while the sealing plate 32 of the right side ^10:

gegen die entsprechende Stirnfläche des Rotors 40 {.'.against the corresponding end face of the rotor 40 {. '.

durch eine wellenförmig gestaltete Ringfeder 47 ge- !·;by a wave-shaped annular spring 47! ·;

drängt wird. Die Federn 45 und 46 sind jeweils in ring- ;!is urging. The springs 45 and 46 are each in ring;

förmigen Nuten 45a und 46a eingelegt, die in der Boden- fj_ shaped grooves 45a and 46a inserted in the bottom fj_

wandung der Aussparung 21a vorgesehen sind und ·<· wall of the recess 21a are provided and · <· ''

kommen mit ihren Kopfteilen mit der Abdichtplatte 31 mit einem vorbestimmten Druck zur Einwirkung. Income with their head parts with the sealing plate 31 with a predetermined pressure to act. In

ähnlicher Weise ist die Feder 47 in einer ringförmigen ·_: similarly, the spring 47 is in an annular _:

Nut 47a auf der Bodenwandung der Aussparung 22a ^:l Groove 47a on the bottom wall of the recess 22a ^{: l}

untergebracht und wirkt mit ihrem Kopfteil auf die Ab- 20 dichtplatte 32 mit einem vorbestimmten Druck ein.housed and acts with its head part on the ab- 20 sealing plate 32 with a predetermined pressure.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims

1 2 type (DE-OS 20 54 033) the rotor against the one - dik claims: kere - thrust washer pushed, while the other thrust washer is designed as a membrane, the below

1. Vane pump with a housing middle part is the differential pressure of the pump and the rotor is able to move with a cylindrical inner wall, two thrust washers 5 The drive shaft, which is arranged between the housing middle part and the thicker thrust washer with unavoidable housing side covers, is an on - Columns, so that at this point an undesirable Druktriebswelle that can take place eccentrically in at least one of the same purchase. A disadvantage AUC ^1! Mounted on that side of the housing cover and with a rotor lubricating this point is connected from the bearings of the shaft, the wings of which can penetrate with the cylindrical io into the pump interior.
Inner wall of the middle part of the housing and the inner wall of the housing center part and the sealing purposes, it is therefore necessary in the vicinity of the inner surfaces of the thrust washers, working chambers, thrust washers to form a separate corrugation, with the one end face of the red seal being provided (GB-PS 7 54 347).

tors interacting thrust washer as flexible gear pumps for liquids, it is in itself Sealing plate is formed behind the known in Ge 15 (US-PS 27 02 509), flexible thrust washers antechamber side cover a pressure chamber is located, see that in the area of the pressure zone of the pump characterized in that the thrust washer arranged on the outside of the thrust washer, which have pockets together with the side of the rotor (4), which have a hole in the menacts at which this is connected to the drive shaft (17) in the thrust washer with the pressure zone. The connection is, as a flexible sealing plate (32) external pressure pockets are relatively small and extend is formed, behind which in the housing side cover not over the entire cross-sectional area of the toothed (22) a pressure chamber (26) is located, and that the.

flexible sealing plate (32) in the area of the drive. The object of the invention is to provide a fluid

shaft (17) is designed as a shaft seal (32Z ^ to create gel cell pumps in which an effective

which at the same time supports the drive shaft (17) and 25 sealing of the working chambers in particular against

a seal of the pressure chamber (26) against the ingress of voc lubricant from the bearings of the

the bearing (18) of the drive shaft (17) forms drive shaft is achieved.

2. Vane pump according to claim 1, characterized in that the object set is characterized by the fact that the shaft seal {32b) is achieved by the features of claim 1

is surrounded by an annular spring (15) 30 The thrust washers are designed as flexible, partition-like

3. Vane pump according to claim 1 or 2, there- ge sealing plates formed and characterized between the housing by that Jie pressure chambers (25,26) formed in recesses central part and the two housing side covers (21a, 22a ) each clamps they arch as a result of the two pressure chambers are provided with air bellows (41, 42 and 43, '1). towards the end faces of the rotor so that the gap

4. Vane pump according to claim 1 or 2, da- 35 te between the rotor and sealing plates greatly reduced, characterized in that both pressure chambers and the volumetric efficiency of the vane (25, 26) increases in a manner known per se over a gel cell pump In the event that the channel (216, 22b) is connected to the higher pressure side of the pump that there is contact between the rotor and the seal. plate, the sealing plates consist of self-

40 lubricating and heat-resistant material. the

The drive shaft passes through at least one of the sealing plates, which acts as a shaft seal in the passage area This is how the gap at the

The invention relates to a vane pump drive shaft sealed close to the rotor As the Anpe according to the preamble of claim 1. 45 drive shaft in at least one of the housing side cover

Such pumps can be mounted as a compressor or as a kel is used in favor of the shaft seal of the suction pump. Its simplest construction makes use of the fact that the drive shaft in the vicinity comprises a middle part of the housing with an inlet channel of its bearing (usually a ball bearing) and an outlet channel and two housing side covers that have no bend and thus do not enclose the one rotor during rotation on a drive shaft 50 strikes so that the good original fit of the shaft is mounted, which is retained for a long time in the housing side covers and lendichtung
is mounted eccentrically to the axis of the pump chamber. Further results and advantages of the invention

In the rotor and along the cylindrical inner wall, the following description of FIG a plurality of wings out, the work crews drafted embodiments based on the drawing include, which partly purifies the pump pressure side, 55 shows thereby

partly belong to the pump suction side. The pressure sub- F i g. 1 shows a section along the line BB

schied seeks to level itself out along crevices that are shown in FIG. 2 to 7 of the new vane pump;
between the end faces of the rotor and the housing Fig. 2 is a section along the line AA

side covers inevitably exist. F i g. 1;

In order to keep the volumetric efficiency of the pump ") Fig. 3 to 7 modified embodiments of the high, the cross-flow loss meg vane pump in sectional views along the line borrowed be small. Further undesirable gaps are in the AA in FIG. 1.

Area of the drive shaft bearings. Often prohibited. Corresponding parts are shown in the drawings

it is necessary to seal the gap with lubricating oil. If given the same reference numbers,
is not lubricated, there is a risk of overheating. Invention as a dry-running vane pump.

To reduce the cross flow losses are provided. On a housing middle part 10 with an Einden in the case of a vane pump, the generic vent or low pressure channel 11 and an outlet or