DE2132465A1 - Hydraulic wing gear converter - Google Patents

Description

YUKEN KOGYO COMPANY LTD.,YUKEN KOGYO COMPANY LTD.,

1, Miyamae, Fujisawa shi, Kanagawa ken, Japan1, Miyamae, Fujisawa shi, Kanagawa ken, Japan

Hydraulischer FlügelradwandlerHydraulic impeller converter

Me Erfindung bezieht sich auf einen einstufigen hydraulischen Flügelradwandler, wie sie üblicherweise aus Pumpen und Motoren bestehen.Me invention relates to a single-stage hydraulic impeller converter, such as those commonly made up of pumps and motors exist.

Bei üblichen einstufigen Flügelpumpen kann man den höchsten Druck praktisch nicht über 210 kg/cm steigern. Hierfür ist die oei steigendem Druck geringer werdende Möglichkeit der Vergrößerung bzw. Verkleinerung der Zwischenräume entsprechend dem Flüssigkeitsdurchlaß maßgeblich, ferner der veränderliche Berührungsaruck zwischen den gleitbeweglich angeordneten Flügeln und der hockenringfläche auf der Niederdruckseite und die sich verringernde mechanische Festigkeit derartiger Flügel, wenn sie verscnieblich in Schlitzen des Rotors angeordnet sind.With common single-stage vane pumps you can get the highest Practically do not increase the pressure above 210 kg / cm. For this purpose, the possibility of enlargement, which decreases as the pressure rises, is less or reduction of the interstices according to the liquid passage decisive, furthermore the variable contact jerk between the slidably arranged vanes and the squat ring surface on the low pressure side and the decreasing one mechanical strength of such blades when they are slidably arranged in slots of the rotor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorerwähnten Nachteile der üblichen, mit Flügelrädern ausgeführten Motoren und Pumpen zu verhindern.The invention is based on the aforementioned disadvantages the usual motors and pumps with impellers.

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Demgemäß ist der erfindungsgemäße Flügelraowancler .so ausgebildet, daß die sich in einer im wesentlichen ringförmigen Flüssigkeitskammer zwischen dem Rotor und den Nockenring ansammelnde Flüssigkeit im Verlaufe der volumetrischen Vergrößerung und Verkleinerung einem Zwischendruck ausgesetzt ist, der kleiner als der Flüssigkeitsdruck auf der Hochdruckseite des Wandlers und größer als der Flüssigkeitsdruck auf seiner Niederdruckseite ist, wobei der Wandler in üblicher Weise in einem hydraulischen Kreislauf liegt.Accordingly, the wing float according to the invention is designed so that that the accumulating in a substantially annular fluid chamber between the rotor and the cam ring Liquid in the course of volumetric enlargement and reduction is exposed to an intermediate pressure less than the fluid pressure on the high pressure side of the transducer and is greater than the liquid pressure on its low pressure side, the converter in the usual way in a hydraulic circuit lies.

Eine beispielsweise, bevorzugte Ausfuhrungsform der Erfindung ^ wird unter Bezugnahme auf die eine Ausführung derselben darstellenden Zeichnungen beschrieben. Darin zeigen:An example, preferred embodiment of the invention ^ is made with reference to an embodiment of the same Drawings described. Show in it:

Figur 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Flügelradpumpe ,Figure 1 is a longitudinal section through an impeller pump according to the invention ,

Figuren 2 und 3 Vorderansichten von Segmenten, die mit entsprechenden Stirnflächen des Rotors in der Pumpe gemäß Figur 1 in Berührung stehen undFigures 2 and 3 are front views of segments associated with corresponding End faces of the rotor in the pump according to Figure 1 are in contact and

Figuren H und 5 teilweise Stirnansichten des Rotors, die dessenFigures H and 5 are partial end views of the rotor, which its

Flügel in zwei Arbeitssteltungen zeigen, wobei die Ansichten der Schnittlinie I-I der Figur 1 ψ entsprechen.Show wings in two working positions, the views corresponding to section line II of Figure 1 ψ.

Die in den Zeichnungen dargestellte Flügelpumpe besitzt ein Gehäuse 1 mit einer Flüssigkeitseinlaßöffnung 2 und einer Flüssigkeit sauslaßöffnung 3. Eine Antriebswelle 4 ist mit dem zeichnerisch nicht dargestellten Pumpenantriebsmotor verbunden und trägt in fester Anordnung einen Rotor 5, der eine Anzahl schaufelähnlicher Flügel 7 entlang seines Umfanges besitzt, wie vor allem aus den Figuren 4 und 5 erkennbar ist. Diese Flügel 7 sind ■ in radialen Schlitzen des Rotors 5 verschieblich und werden bei Antrieb des Rotors 5 über die Antriebswelle 1 unter Zentrifugalkraft nach außen gedrückt, bis sie am Nockenring &, der den Rotor 5 umgibt, in an sich bekannter Weise anliegen.The vane pump shown in the drawings has a housing 1 with a liquid inlet opening 2 and a liquid outlet opening 3. A drive shaft 4 is shown in the drawing Not shown connected pump drive motor and carries in a fixed arrangement a rotor 5, which has a number of blade-like Has wing 7 along its circumference, as can be seen primarily from FIGS. 4 and 5. These wings 7 are ■ slidable in radial slots of the rotor 5 and are under centrifugal force when the rotor 5 is driven via the drive shaft 1 pressed outwards until they rest against the cam ring &, which surrounds the rotor 5, in a manner known per se.

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An der; beiden Stirnflächen des Rotors befinden sich Blöcke oder Segmente 8, 9, die in den Figuren 2 und 3 dargestellt sind, welche Durchlässe aufweisen, die mit der Auslaßöffnung 3 und mit einem Flussiekeitscruckverringerer 10 in Verbindung stehen, welch letzterer se ausgeführt ist, daß er einen Teil der Auslaßflüssigkeit mit verringertem Druck auf die Unterteile der Flügel 7 fährt, V7ie nachstehend weit ergehend beschrieben wird.At the; Both end faces of the rotor are blocks or segments 8, 9, which are shown in Figures 2 and 3, which Have passages which are in communication with the outlet opening 3 and with a Flussiekeitscruckverrederer 10, which the latter se is designed to be part of the outlet liquid moves with reduced pressure on the lower parts of the wing 7, V7ie will be largely described below.

Die aus den Dr^uckverringerern 10 austretende Flüssigkeit wird über Leitungen 13 zugeführt, die durch die Segmente 8 zu den Einlaßöffnungen 11 gebohrt sind und in ein Paar sektorförmiger Ausnehmungen 12 in der Stirnfläche des Segmentes 8 führen. Die Einlaßöffnungen 11 sind über Leitungen 15 mit vier Einlaßöffnungen IU hydraulisch verbunden, welche an gleichmäßig beab-Etancetsn Stellen der Stirnfläche des Segmentes 8 geöffnet sind.The liquid emerging from the pressure reducers 10 is fed via lines 13 which are drilled through the segments 8 to the inlet openings 11 and in a pair of sector-shaped Recesses 12 lead in the end face of segment 8. The inlet openings 11 are via lines 15 with four inlet openings IU hydraulically connected, which at evenly beab-Etancetsn Places the end face of the segment 8 are open.

Wie nan den Figuren 4 und 5 entnehmen kann, wird vom Rotor 5 und c-3m Nockenring 6 ein ölkammerzwischenraum gebildet, der dort einen größeren Querschnitt hat, wo er mit der Niederdruckkammer in Verbindung steht, cie hydraulisch an die Einlaßöffnung 2 angeschlossen ist. und der einen geringeren Querschnitt besitzt, v?o er mit der Hochdruckkainmer 18 in Verbindung steht, die hydraulisch an cie Aus la." öffnung 3 angeschlossen ist. Die vorerwähnten Einlaiöffnungen 14 öffnen sich in die Zonen des Ölkammerzv.-ischenraums mit einem mittleren Querschnitt, also zwischen der -iv.ccren Niedercruckzone und der kleineren Hochdruckzone. As can be seen from FIGS. 4 and 5, the rotor 5 and c-3m cam ring 6 an oil chamber space formed there has a larger cross-section where it connects to the low-pressure chamber is in communication, cie hydraulically connected to the inlet port 2 is. and which has a smaller cross section, before it is in communication with the high pressure chamber 18, the hydraulic is connected to cie Aus la. "opening 3. The aforementioned Inlet openings 14 open into the zones of the oil chamber cavity with a medium cross-section, i.e. between the -iv.ccren low pressure zone and the smaller high pressure zone.

Wie sich aus Cen Figuren 4 unc 5 mithin ergibt, ist der im Zwischenraum oder Spalt a oder b. der durch die beiden zugehörigen Flügel 7 gebildet ist, bestehende Flüssigkeitsdruck geringer als cer Flüssigkeitsdruck bei der Auslaßöffnung 3, ^cL eine unmittelbare Flüssigkeitsverbindung der Räuma a oder b mit dem Druckverringerer 10 gegeben ist. Wie nachstehenc weitergehend beschrieben wird, besteht für die aus der Einlaßöffnung 2 mit verringertem Unteraruc?c in das Gehäuse einer i:n hydraulischen Kreislauf liegenden Flügelpumpe in den F.ing-As can be seen from Cen Figures 4 and 5, the im Gap or gap a or b. the one associated with the two Wing 7 is formed, existing liquid pressure less than cer liquid pressure at the outlet opening 3, ^ cL a direct fluid connection of the rooms a or b is given with the pressure reducer 10. As below c will be further described, consists of the inlet port 2 with reduced Unteraruc? C in the housing one i: n hydraulic circuit lying vane pump in the F.ing-

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raum bei Drehung des Rotors 5 angesaugten und mit erhöhtem Auslaßdruck, durch die Auslaßöffnung 3 geförderten Flüssigkeit dank des Druckverringerers 10 ein zwischen den beiden Drücken liegender Druck, wodurch die von den Flügeln 7 aufgenommene Belastung verringert wird.space sucked in when the rotor 5 rotates and with increased outlet pressure, liquid conveyed through the outlet opening 3 is between the two pressures thanks to the pressure reducer 10 Pressure, whereby the load taken by the wings 7 is reduced.

Der in den Kammern a und b vorherrschende Zwischendruck der Flüssigkeit ist so gewählt, daß er unter demjenigen an der Auslaßöffnung 3 und über demjenigen an der Einlaßöffnung 2 liegt. Wenn man die Erfindung bei einem Flüssigkeitsmotor anwendet, wird der Zwischendruck in den Kammern a oder b höher als der Auslaßflüssigkeitsdruck und niedriger als der Einlaßflüssigkeitsdruck gewählt.The intermediate pressure of the liquid prevailing in the chambers a and b is selected so that it is below that at the outlet opening 3 and above that at the inlet port 2. If one applies the invention to a liquid engine, the intermediate pressure in the chambers a or b becomes higher than the outlet liquid pressure and lower than the inlet liquid pressure chosen.

Wie sich· weiterhin aus den Figuren 4 und 5 ergibt, kommt es auch dann nicht zu einer hydraulischen Verbindung der Leitungen 13 mit der Einlaßöffnung 2 und der Auslaßöffnung 3, wenn die Flügel 7 durch Drehung der Antriebswelle 4 in Bewegung versetzt werden.As can also be seen from FIGS. 4 and 5, it also happens then not to a hydraulic connection of the lines 13 with the inlet opening 2 and the outlet opening 3 when the wings 7 can be set in motion by rotating the drive shaft 4.

An der Stirnfläche des Segmentes 18 befinden sich bogenförmige Nuten 17, die in Flüssigkeitsverbindung mit der Hochdruckkammer 18 für die Auslaßflüssigkeit stehen; man erkennt Kolben 19 und 20 mit größerem bzw. kleinerem Durchmesser, die in den Druckverringerer 10 eingesetzt sind; weiterhin sind eine Hülse oder ein Gehäuse 21 sowie Hülendeckel 22, 23 und Ausströmleitungen ™ 24 auf der Saugseite der'Pumpe vorgesehen: ein Verbindungsstift 25 ist für den Nockenring 6 und die Segmente 8, 9 vorgesehen, während das Gehäuse 1 einen Deckel 26 besitzt.On the end face of the segment 18 there are arcuate grooves 17 which are in fluid communication with the high pressure chamber 18 stand for the outlet liquid; you can see pistons 19 and 20 with a larger or smaller diameter, which are in the pressure reducer 10 are used; furthermore there are a sleeve or a housing 21 as well as sleeve covers 22, 23 and outflow lines ™ 24 is provided on the suction side of the pump: a connecting pin 25 is provided for the cam ring 6 and the segments 8, 9, while the housing 1 has a cover 26.

Die dargestellte Flügelpumpe arbeitet in der folgenden Weise: Wenn die Pumpe zu arbeiten beginnt, wird die durch die Einlaßöffnung 2 angesaugte Flüssigkeit mit einem erhöhten Flüssigkeitsdruck zur Auslaßöffnung 3 gefördert. Bei der Anfangsstufe der - ■ Drehung des Rotors 5 wird der Druckverringerer 10 nicht mitThe vane pump shown works in the following way: When the pump starts to work, it will pass through the inlet port 2 liquid sucked in is conveyed to the outlet opening 3 with an increased liquid pressure. At the initial stage of the - ■ Rotation of the rotor 5, the pressure reducer 10 is not with

Ausströmflüssigkeit beaufschlagt und arbeitet nicht, wobei die Flügel 7 durch Zentrifugalkraft an den Nockenringumfang gepreßt ■ werden.The discharge fluid is applied and does not work, the blades 7 being pressed against the circumference of the cam ring by centrifugal force ■ become.

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Ein Teil der mit erhöhtem Druck ausströmenden Flüssigkeit gelangt in die bogenförmigen Nuten 17 am Rotor 5 über eine Leitung oder Kammer 18 sowie in den Druckverringerer 10, Die auf diese Weise durch den Druckverringerer 10 auf einem Zwischendruck reduzierte Auslaßflüssigkeit gelangt in die sektorförmige Aussparung 12, so daß sie auf die Unterteile der Flügel 7 in der Saugzone für die Flüssigkeit niedrigen Druckes in der ringförmigen ölkammer einwirkt. Auslaßflüssigkeit mit Zwischendruck gelangt gleichfalls in die Kammern a, b durch die Einlaßöffnungen IH, die hydraulisch mit den Öffnungen 11 durch Leitungen 15 in Verbindung stehen.Part of the liquid flowing out at increased pressure enters the arcuate grooves 17 on the rotor 5 via a Line or chamber 18 as well as in the pressure reducer 10, which in this way through the pressure reducer 10 on Outlet liquid reduced to an intermediate pressure enters the sector-shaped recess 12 so that it falls onto the lower parts the wing 7 acts in the suction zone for the low pressure liquid in the annular oil chamber. Outlet liquid with intermediate pressure also enters the chambers a, b through the inlet openings IH, which are hydraulic communicate with the openings 11 through lines 15.

Unter der Voraussetzungen, daß der Druck der ausströmenden Flüssigkeit und der durch den Druckverringerer 10 erzeugte Zwischendruck der Flüssigkeit den Werten ρ bzw. ρ -Ap entsprechen, sind die Flüssigkeitsdrücke in den* Kammern c, a und d gemäß Figur M- gleich dem Flüssigkeitsansaugdruck P ~ Λ P bzw. p, wohingegen der Flüssigkeitsdruck in den Kammern e, b und f den Druckwerten ρ, ρ -Ap und dem Flüssigkeitsansaugdruck gleich sind. (Vergleiche Figuren 4 und 5).Assuming that the pressure of the outflowing liquid and the intermediate pressure of the liquid generated by the pressure reducer 10 correspond to the values ρ and ρ -Ap, the liquid pressures in the * chambers c, a and d according to FIG ~ Λ P or p, whereas the liquid pressure in chambers e, b and f are equal to the pressure values ρ, ρ -Ap and the liquid suction pressure. (Compare Figures 4 and 5).

Wie sich aus dem Vorstehenden ergibt, grenzen die Flüssigkeit skamyitern zwischen Flügeln, die unter erhöhtem Flüssigkeitdruck stehen, an diejenigen Flüssigkeitskammern an, die unter einem Zwischendruck stehen, so daß sich die Flüssigkeitsleckage verringert. Darüberhinaus kann jegliche von einer Kammer mit erhöhtem Flüssigkeitsdruck in eine Kammer mit Zwischenflüssigkeitsdruck durch Leckage eindringende Flüssigkeit in der ersteren Kammer durch die Pumpwirkung auf die Unterteile der Flügel zurückgewonnen werden, so daß der volumetrische Wirkungsgrad der Flügelpumpe auch dann nicht auf ein bestimmtes Ausmaß zurückgeht, wenn die Pumpe unter Kochdruck betrieben wird.As can be seen from the above, the fluid skamyitern border between wings, which are under increased fluid pressure are to those liquid chambers that are under an intermediate pressure, so that the liquid leakage decreased. In addition, any of a chamber with increased fluid pressure can enter a chamber with intermediate fluid pressure through leakage penetrating fluid in the former chamber through the pumping action to be recovered on the lower parts of the wings so that the volumetric efficiency of the vane pump does not decrease to a certain extent even when the pump is operated under boiling pressure.

Nachstehende Tafel zei^t die Versuchsergebnisse des volumetrischen Wirkungsgrades einer für Versuchszwecke hergestellten, erfindungsgeinäßen Flügelpumpe.The table below shows the test results of the volumetric Efficiency of a vane pump according to the invention produced for experimental purposes.

Verwendetes Cl: DHF 44Cl used: DHF 44

Flüssigkeitsdruck Menge der aus- Drehzahl volume- Glterr.peFluid pressure Amount of the out- Speed volume- Glterr.pe

strömenden trischer r-aturflowing tric r-nature

„ Flüssigkeit Wirkungs-"Liquid effect

(Kg/crn ) (l/min) (upm) grad (%) (⁰C)(Kg / crn) (l / min) (rpm) degrees (%) ( ⁰ C)

0 2.88 1500 300 2.88 1500 30

140 2.55 1495 88 "140 2.55 1495 88 "

175 2.40 " 83 ^l: 175 2.40 "83 ^l:

210 2.28 " 73 32210 2.28 "73 32

245 2.20 ^!i 76 "245 2.20 ^{! I} 76 "

230 2.13 " 74 3 3230 2.13 "74 3 3

315 2.07 " 72 ^I; 315 2.07 "72 ^I;

350 2.04 ^1! 71 34350 2.04 ^1! 71 34

Bei Einwirkung des vorstehend erwähnten Zwisehenflüssigkeitsdruckes auf"die Flügelunterteile in der Flüssigkeitssaug- una der Miederdruckzone wird der von derartigen Flügeln auf den Nockenring ausgeübte Anpreßdruck erheblich verringert. Wie
sich weiterhin aus Figur 4 ergibt, ist die Flüssigkeitstelastung, die auf den Flügel 7a, der unter der Einwirkung ces Druckes der Auslaßflüssigkeit steht, zwischen aieseirt und den folgenden Flügeln 7b, 7c aufgeteilt, so daß sich die beschriebene Flügelpumpe mit einem höheren Druck als eine übliche einstufige Pumpe belasten läßt. Weiterhin stehen die Flügel 7a, 7b für die Zeit, für welche der Flügel 7c dem erhöhten Druck bei der Auslaßöffnung ausgesetzt ist, unter dem mittleren Flüssigkeitsaruck_; so daß abrupte Wechsel der Druckflüssigkeit vermieden und die diese begleitenden mechanischen Geräusche und Pulsationsbewegungen der Flügel verringert werden.When the above-mentioned intermediate fluid pressure acts on the lower wing parts in the fluid suction zone and the corset pressure zone, the contact pressure exerted by such wings on the cam ring is considerably reduced
also results from Figure 4, the liquid load, which is on the wing 7a, which is under the action of ces pressure of the outlet liquid, divided between aieseirt and the following blades 7b, 7c, so that the vane pump described is at a higher pressure than a Usual single-stage pump can be loaded. Furthermore, the vanes 7a, 7b are under the mean liquid pressure for the time for which the vane 7c is exposed to the increased pressure at the outlet opening _; so that abrupt changes in the pressure fluid are avoided and the accompanying mechanical noises and pulsation movements of the blades are reduced.

SAD ORIGINAL 109883/1203 SAD ORIGINAL 109883/1203

Claims (3)

PATENANSPRÜCHEPATENT CLAIMS ( 1.!Hydraulischer Flügelradwandler mit einem entlang seiner Peripherie mit mehreren Flügeln ausgebildeten Rotor und einer exzentrischen, den Rotor umgebenden Nockenfläche, um zwischen den Flügeln Zwischenräume zu schaffen, die sich bei Drehung des Rotors vergrößern und verkleinern, und mit Hoch- und Nxederdruckkammern, die mit den Zwischenräumen in entsprechenden, unterschiedlichen Winkelstellungen in Bezug auf die Rotorachse in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet₃ daß die Zwischenräume zwischen den Flügeln (7) wenn sie sich in einer Stellung zwischen denjenigen Winkelstellungen befinden, in denen sie mit der Hoch- bzw. Niederdruckkammer verbunden sind, einem Zwischendruck zwischen demjenigen in der Hoch- und demjenigen in der Niederdruckkammer ausgesetzt sind. ( 1.! Hydraulic impeller converter with a rotor formed with several wings along its periphery and an eccentric cam surface surrounding the rotor in order to create gaps between the wings which increase and decrease as the rotor rotates, and with high and low pressure chambers, standing on the rotor axis in conjunction with the spaces in corresponding different angular positions in relation, characterized in that ₃ that the spaces between the wings (7) when they are in a position between those angular positions in which they are with the high and Low pressure chamber are connected to an intermediate pressure between that in the high and that in the low pressure chamber are exposed. 2. Hydraulischer Flügelradwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ₃ daß für die Einwirkung des Zwischendruckes ein Druckverringerungsventil (10) vorgesehen ist, das an die Hochdruckkammex^ angeschlossen ist und einen Auslaß in die Zwischenräume der Flügel (7) zwischen ihre beiden Winkelstellungen hat.2. Hydraulic Flügelradwandler according to claim 1, characterized in ₃ that a pressure-reducing valve (10) is provided for the action of the intermediate pressure, which is connected to the Hochdruckkammex ^ and has an outlet in the spaces between the wings (7) between its two angular positions. 3. Hydraulischer Flügelradwandler nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet_s daß der Rotor (5) an seinem Umfang eine Vielzahl radial gerichteter Flügelführungen besitzt, und daß die Flügel (7) in diesen Flügelführungen radial verschieblxch sind, wobei weiterhin Mittel vorgesehen sind, mittels derer der Zwischendruck radial nach auswärts ge-.richtet auf die Flügel (7) einwirkt.3. Hydraulic Flügelradwandler according to claims 1 and 2, characterized _s that the rotor (5) at its periphery has a plurality of radially directed alignment wings, and that the wings (7) in this wing guides are radially verschieblxch, wherein means are further provided by means of which the intermediate pressure acts on the blades (7) in a radially outward direction. 109883/1203109883/1203 L θ θ rse i t eL θ θ rse i t e