DE1242100B - Drehkolbenpumpe - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES Αϊ^ PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Deutsche Kl.: 5}Te -

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

1242100
St 161631 c/59 e
27. Februar 1960
8. Juni 1967

Die Erfindung betrifft eine Drehkolbenpumpe mit einem in einer zylindrischen Pumpenkammer exzentrisch angeordneten, einseitig gelagerten zylindrischen Rotor, der in mindestens einer durch seine Mitte gehenden und zur Rotorstirnseite offenen, mit einer Längsbohrung des Rotors verbundenen Quernut einen radial verschieblichen Arbeitsschieber trägt, der innerhalb der radial äußeren Endbereiche mit einer Ausnehmung versehen ist, die zusammen mit der Quernut einen während der Rotordrehung abwechselnd zur Pumpenkammer sich öffnenden und sich wieder abschließenden Kanal bildet. Eine solche Pumpe hat den Vorteil, daß die zu fördernde Flüssigkeit über die Längsbohrung des Rotors abgeführt werden kann und daher kein Druckstutzen am Umfang der Pumpenkammer anschließen muß.

Bei einer bekannten Drehkolbenpumpe dieser Art werden in einer Nut zwei einseitig wirkende Arbeitsschieber verwendet, die im Bereich der Rotorlängsbohrung in ihrer axialen Länge verkürzt sind und eine in Radialrichtung verlaufende, in Drehrichtung offene, kurz vor der radial äußeren Endfläche des Arbeitsschiebers endende Rinne besitzen. Derartige Arbeitsschieber sind wegen ihrer komplizierten Form und wegen ihrer gegenseitigen Passung schwierig in der Herstellung. Es ist auch nicht einfach, die Arbeitsschieber derart auszulegen und einzubauen, daß ein Kurzschluß zwischen Saug- und Druckseite durch die Quernut hindurch vermieden wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drehkolbenpumpe der genannten Art mit einem möglichst einfachen Aufbau herzustellen, die billiger in der Produktion und sicherer im Betrieb ist.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der (jeder) Arbeitsschieber ein den Rotor diametral durchsetzender, mit seinen radial äußeren Endflächen an der Umfangswand der Pumpenkammer geführter, in einem Längsschnitt durch die Pumpe gesehen U- bzw. C-förmiger einstückiger Körper ist, wobei die beiden, Begrenzungen der Ausnehmung des Arbeitsschiebers bildenden radial inneren Flächen der in ihrer Länge der axialen Länge der Pumpenkammer entsprechenden U-Schenkel zueinander im wesentlichen parallel sind, aber schräg zur Quernut des Rotors stehen, um Leitflächen für das in die Nut einströmende Fördermedium zu bilden.

Bei dieser Konstruktion läßt sich der einstückige Arbeitsschieber auf einfache Weise herstellen. Die gegenseitige Anpassung zweier Arbeitsschieber in einer Quernut entfällt. Trotzdem wird die Betriebsweise mit durch die Längsbohrung des Rotors abge-Drehkolbenpumpe

Anmelder:

Danfoss-Werk Offenbach G. m. b. H.,

Offenbach/M.

Als Erfinder benannt:

Niels Th. Haldrup, Nordborg (Dänemark)

führter gepumpter Flüssigkeit nicht gestört; vielmehr wird sogar der Strömungswiderstand herabgesetzt.

Absolute Sicherheit gegen einen Kurzschluß zwischen Saug- und Druckseite erhält man, wenn der Abstand zwischen den in Drehrichtung vorderen Kanten der schrägen inneren Flächen der U-Schenkel des Arbeitsschiebers gleich oder kleiner als der Durchmesser des Rotors ist.

Es ist zwar bereits bekannt, daß man mit Hilfe eines einteiligen, in eine Quernut eingesetzten und daher doppeltwirkenden Arbeitsschiebers eine sehr einfache Drehkolbenpumpenkonstruktion erhält.

Diese Maßnahme wurde jedoch nur in Verbindung mit an die Umfangswand der Pumpenkammer anschließenden Saug- und Druckstutzen verwendet. In diesem Zusammenhang wurden auch schon Arbeitsschieber beschrieben, die bei einem Längschnitt durch ihre radiale Erstreckung U-Querschnitt haben, wobei die U-Schenkel in ihrer Länge der axialen Länge der Pumpenkammer entsprechen. Diese U-Form war aber lediglich bedingt, um zwei derartige Arbeitsschieber unabhängig voneinander in zwei rechtwinklig zueinander stehenden Quernuten verschieben zu können. Erfindungsgemäß dagegen bildet der zwischen den U-Schenkeln liegende Raum des Arbeitsschiebers zusammen mit den Wänden der Quernut einen Förderkanal für die zu pumpende Flüssigkeit.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann die Nut ebenso wie der Arbeitsschieber einen solchen, vorzugsweise T-förmigen oder schwalbenschwanzförmigen Querschnitt haben, daß der Arbeitsschieber in axialer Richtung im Rotor festgehalten wird und damit auch eine axiale Verschiebung des Rotors verhindert. Einer derartige Pumpe hat also eine doppelte Funktion, indem sie einerseits Flüssigkeit, z.B. Öl, zu den Schmierstellen einer Achse pumpt und andererseits den Rotor, also z. B. die geschmierte Achse, in axialer Richtung gegen Verschiebung sichert.

Bei Rotoren mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser ist es zweckmäßig, wenn die Ausnehmung

709 589/113

Claims (1)

1. ³ 4..

   des Arbeitsschiebers auf der dem axialen Kanal Wand eine Rille 11, die den Raum vor dem Arbeitsgegenüberliegenden Seite der Nut angeordnet ist und schieber verbindet, wenn der U-Schenkel, wie am wenn der Arbeitsschieber im Bereich der Ausneh- U-Schenkel 8 in Fig. 3c gezeigt, die Verbindung mung ein durchgehendes Loch besitzt. Der Durch- zwischen der Druckseite der Pumpenkammer und der messer der Längsbohrung kann dann kleiner sein als 5 Längsbohrung 5 unterbrochen hat. In F i g. 3 a bis 3 d die Breite des Arbeitsschiebers. zeigen Pfeile die Flüssigkeitsströmung an. Die Flüs-

   Der Rotor ist in der Regel so angebracht, daß er sigkeit gelangt von der Einlaßbohrung 9 in den Raum

   an einer Stelle nahe bei dem Saugstutzen dicht an der hinter dem Arbeitsschieber und wird vom nachfol-

   Wand der Pumpenkammer anliegt, und bei der Um- genden Arbeitsschieber unter Druck gesetzt. Sobald

   drehung des Rotors wird, nachdem der U-Schenkel to der Rotor die in F i g. 3 c gezeigte Sserfufig^erreicht

   des Arbeitsschiebers in die Quernut gedrückt ist und hat, kann sie längs der Schrägfläche 7a BH* U*ohen-

   die Verbindung zur Längsbohrung sperrt, eine ge- kels 7 abströmen. Der Gegendruck g^geB^ieeewe-

   wisse Menge Flüssigkeit zwischen dem Arbeitsschie- gung des Rotors kann geändert werdölfeiepem man

   ber und der erwähnten Berührungsstelle eingesperrt. den Abstand zwischen den Schrägflächen ändert und

   Die eingesperrte Flüssigkeit kann nur langsam 15 indem man den Winkel ändert, über den die Rille 11

   zwischen dem Arbeitsschieber und der Wand des sich erstreckt.

   Pumpengehäuses durchsickern. Dadurch entsteht ein Der Arbeitsschieber 6 hat die größtmögliche Länge, verhältnismäßig großer Gegendruck gegen die Um- und der Leckverlust zwischen der Druck- und Saugdrehung des Rotors. Wenn man dies zu vermeiden seite wird deshalb am kleinsten, wenn das Zentrum M wünscht, kann die zylindrische Wand der Pumpen- ao der zylindrischen Wand der Pumpenkammer auf der kammer längs der Bewegungsbahn der U-Schenkel Verbindungslinie zwischen der Vorderseite des einen eine rillenförmige Aussparung haben, die sich über U-Schenkels 7 und der Hinterseite des anderen einen Winkel von dem Radius durch den Punkt, wo U-Schenkels 8 liegt, sobald der Arbeitsschieber 6 der Rotor und die Wand der Pumpenkammer ein- senkrecht auf dem Durchmesser durch den Punkt der ander am nächsten sind, in Richtung gegen die Dreh- as Kammerwand steht, der dem Rotor am nächsten richtung des Rotors erstreckt. liegt.

   Nachstehend werden zwei Ausführungsbeispiele Die nach außen gerichteten Flächen der U-Schen-

   der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung kel sind zweckmäßig als Zylinderflächen gestaltet

   näher erläutert. Es zeigt mit einem Radius gleich dem Radius R der Kam-

   Fig. 1 einen axialen Schnitt durch eine Ausfüh- 30 merwand und mit einem um den Betrag R — r gegen-

   rungsform der Pumpe, über der Längsmittellinie M" verschobenem Zen-

   F i g. 2 eine Seitenansicht auf die Pumpe nach trum M', wo r den Radius des Rotors 1 bezeichnet

   F i g. 1 bei abgenommenem Deckel, (F i g. 2 und 5).

   Fig. 3a bis 3d Schnitte durch die Pumpe nach Fig. 6 und 7 zeigen einen im Querschnitt T-förmi-

   F i g. 1 längs der Linie III-III mit dem Rotor in vier 35 gen Arbeitsschieber 6' mit Seitenflanschen 12, die in

   verschiedenen Stellungen, einer entsprechenden, im Querschnitt T-förmigen

   F i g. 4 den Arbeitsschieber der Pumpe nach F i g. 1 Quernut verschiebbar sein sollen. Die U-Schenkel T

   von der Seite aus gesehen, und 8' können zusammen mit den Flanschen 12 die

   F i g. 5 denselben von oben gesehen, gesamte Nut schließen. Ein durchgehendes läng-

   F i g. 6 eine andere Ausführugnsform eines Ar- 40 liches Loch 13 verbindet die Längsbohrung 5, deren

   beitsschiebers für eine Pumpe gemäß der Erfindung Durchmesser relativ klein sein kann, mit der Schen-

   von der Seite aus gesehen und kelseite des Arbeitsschiebers. Ein solcher Arbeits-

   F i g. 7 denselben von oben gesehen. schieber oder ein entsprechender, im Querschnitt

   Der Rotor 1 der Pumpe ist exzentrisch in einer schwalbenschwanzförmiger Arbeitsschieber kann verzylindrischen Pumpenkammer in einem Gehäuse 2 45 wendet werden, um den Rotor gegen eine Verschieangeordnet und an der freien Stirnfläche mit einer bung in axialer Richtung zu sichern.
   Quernut 3 versehen. Die Stirnfläche steht in dichtend Bei einem bevorzugten Anwendungszweck dient gleitender Berührung mit einem Pumpendeckel 4. die erfindungsgemäße Drehkolbenpumpe als Schmier-

   Der Rotor besitzt eine Längsbohrung 5, die mit pumpe für die Zuführung von öl zu Schmierstellen

   der Quernut3 in Verbindung steht. Ein U-förmiger 50 an einer Achse, z.B. einer Kurbelwelle in einem

   Arbeitsschieber 6 ist verschiebbar in der Nut ange- Kompressor,
   ordnet. Seine U-Schenkel 7 und 8 haben eine solche

   Höhe, daß sie die Nut ganz ausfüllen und eine Durch- Patentansprüche:
   strömung dieser Nut verhindern können. Die

   U-Schenkel 7 und 8 haben gegeneinandergerichtete 55 1. Drehkolbenpumpe mit einem in einer zylinparallele Schrägflächen 7 α und 8 a, die so geformt drischen Pumpenkammer exzentrisch angeordnesind, daß der schmale Teil jedes U-Schenkels nach ten, einseitig gelagerten zylindrischen Rotor, der vorn in die Bewegungsrichtung des Arbeitsschiebers in mindestens einer durch seine Mitte gehenden weist, wenn sich der Rotor 1 dreht. Der nach hinten und zur Rotorstirnseite offenen, mit einer Längsgerichtete Teil des U-Schenkels ist so breit, daß er 60 bohrung des Rotors verbundenen Quernut einen auch in der äußersten Stellung des Schenkels den radial verschieblichen Arbeitsschieber trägt, der Pumpenraum hinter dem Arbeitsschieber von der innerhalb der radial äußeren Endbereiche mit Nut absperrt. einer Ausnehmung versehen ist, die zusammen

   Die Einlaßbohrung 9 der Pumpenkammer mündet mit der Quernut einen während der Rotordrehung

   in eine Rille 10, die in der Gehäusewand in der Um- 65 abwechselnd zur Pumpenkammer sich öffnenden

   laufrichtung unmittelbar hinter dem Berührungs- und sich wieder abschließenden Kanal bildet,

   punkt des Rotors mit der Wand beginnt. Auf der dadurch gekennzeichnet, daß der

   anderen Seite der genannten Berührungsstelle hat die (jeder) Arbeitsschieber (6) ein den Rotor (1)

   diametral durchsetzender, mit seinen radial äußeren Endflächen an der Umf angswand der Pumpenkammer geführter, in einem Längsschnitt durch die Pumpe gesehen U- bzw. C-förmiger einstückiger Körper ist, wobei die beiden Begrenzungen der Ausnehmung des Arbeitsschiebers bildenden radial inneren Flächen (7 a, 8 a) der in ihrer Länge der axialen Länge der Pumpenkammer entsprechenden U-Schenkel (7, 8) zueinander im wesentlichen parallel sind, aber schräg zur Quernut (3) des Rotors (1) stehen, um Leitflächen für das in die Nut einströmende Fördermedium zu bilden.

   2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den in Drehrichtung vorderen Kanten der schrägen inneren Flächen der U-Schenkel (7, 8) des Arbeitsschiebers (6) gleich oder kleiner als der Durchmesser des Rotors (1) ist.

   3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (3) ebenso wie der Arbeitsschieber (6) einen solchen, vorzugsweise T-f örmigen oder schwalbenschwanzförmigen Querschnitt hat, daß der Arbeitsschieber in axialer Richtung im Rotor festgehalten wird und damit auch eine axiale Verschiebung des Rotors verhindert.

   4. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung des Arbeitsschiebers (6^ auf der dem axialen Kanal (5) gegenüberliegenden Seite der Nut (3) angeordnet ist und daß der Arbeitsschieber im Bereich der Ausnehmung ein durchgehendes Loch (13) besitzt.

   5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentrum (M) der zylindrischen Wand der Pumpenkammer auf der Verbindungslinie zwischen der in der Bewegungsrichtung vorderen Fläche des einen U-Schenkels (7) und der hinteren Fläche des anderen U-Schenkels (8) liegt, wenn der Arbeitsschieber (6) senkrecht auf dem Durchmesser durch den Punkt steht, wo der Rotor (1) der Wand der Kammer am nächsten ist.

   6. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Wand der Pumpenkammer längs der Bewegungsbahn der U-Schenkel (7, 8) eine rillenförmige Aussparung (11) hat, die sich über einen Winkel von dem Radius durch den Punkt, wo der Rotor und die Wand der Pumpenkammer einander am nächsten sind, in Richtung gegen die Drehrichtung des Rotors erstreckt.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Französische Patentschriften Nr. 624711,

   1120279; britische Patentschrift Nr. 119 544;
   USA.-Patentschriften Nr. 1434716, 1952 834,

   2462732.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   709 589/113 5. 67 © Bundesdruckerei Berlin