DE2913110A1

DE2913110A1 - Verdraengungsmaschine, insbesondere pumpe

Info

Publication number: DE2913110A1
Application number: DE19792913110
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dipl Ing Hertell
Original assignee: Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Oerlikon Barmag AG
Priority date: 1979-04-02
Filing date: 1979-04-02
Publication date: 1980-10-23
Also published as: FR2453292A1; FR2453292B3

Description

b a r m a g

Banner Maschinenfabrik Aktiengesellschaft

Remscheid - Lennep

"Verdrängungsmaschine, insbesondere Pumpe"

Baer. 1113

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Bag. 1113 - * -

Die Erfinduncr betrifft eine Verdrängungsmaschine bestehend aus einem mit Einlaß und Auslaß versehenen Pumpengehäuse (Zylinder) und einem innerhalb des kreiszylindrischen Gehäuses angeordneten, auf dem Umfang mit Ausnehmungen versehenen Rotor (Kolben) .

Derartige Verdrängungsmaschinen sind z.B. als Pumpen geeignet. Bekannt sind nach diesem Prinzip aufgebaute Kraftstoffpumpen, die durch einen Elektromotor angetrieben werden und einen konstanten Forderstrom fördern. Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer einen konstanten Pörderstrom liefernden bew. aufnehmenden Verdrängungsmaschine, die die Nachteile bekannter Verdrängungsmaschinen und insbesondere Pumpen vermeidet, die nichtsdestoweniger eine einfache und daher preiswerte kompakte Bauweise aufweist. Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß im Pumpencrehäuse von einem Einlaß bis zu einem Auslaß in Drehrichtung des Rotors eine Förderzone gebildet ist, im Bereich des Auslasses ein Dichtelement z.B. Dichtleiste, Dichtrolle oder ähnliches angeordnet ist, der Rotor aus aneinander anschließenden Segmenten mit jeweils gleichem Segmentwinkel besteht, wobei je ein Segment einen größeren Radius und das folgende Segment einen kleineren Radius aufweist, und daß das Gehäuse mit einer paarigen Anaahl von Förderzonen versehen ist. Die Segmente sind durch Übergangssegmente mit einander verbunden, die gewährleisten, daß die Dichtelemente eine stetige möglichst ruck- und stoßfreie Bewegung ausführen.

In bevorzugter Weise 1st ein Fördern gegeben durch einen Einlaß sowie einen im Abstand davon angeordneten Auslaß, wobei sich das Förderelement über drei aufeinanderfolgende Segmente des Kolbens erstreckt. In weiterer vorteilhafter und auch zweckmäßiger Ausführung wird je ein Segment des

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Kolbens mit kleinerem Durchmesser eingeschlossen von je einem Segment mit größerem Durchmesser. In Weiterbildung des Erfindungsgedankens wird bei der erfindungsgemäßen Kraftstoffpumpe ein an die erste Förderzone anschließende weitere Förderzone mit Einlaß, Auslaß sowie Dichtelement vorgesehen, welches Dichtelement um den dreifachen Segmentwinkel gegenüber dem ersten Förderelement versetzt angeordnet ist.

Die Kraftstoffpumpe nach der Erfindung ist in der Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert, wobei sowohl Figur 1 als auch Figur 2 je einen Querschnitt durch Rotor 1 und Gehäuse 2 zeigen.

Wie aus der in Figur 1 als Ausschnitt gezeigten Pumpe hervorgeht, sind in dem Gehäuse 2 mit einem kreiszylindrischen Innendurchmesser Einlasse E und Auslässe A mit dem Abstand der Totzone T voneinander angeordnet, um einen Kurzschluß des Förderstromes zu vermeiden. In Drehrichtung des Rotors 1, z.B. im Gegenuhrzeigersinn, ist im Endbereich des Auslasses A jeweils eine Dichtleiste 3 angeordnet; eine derartige Dichtleiste 3 wird gebildet durch Trennwalzen, Trennrollen oder auch durch aus- bzw. einschiebbare Flügel. Durch die Dichtleisten 3 bilden hierbei gleichzeitig die Begrenzung der Förderzonen 4. Die Förderzone 4.. erstreckt sich somit über den durch den Pfeil 5 begrenzten Teilkreis. Wie weiter aus Figur 1 hervorgeht, erstreckt sich eine Förderzone 4₁ über jeweils drei Segmente S„, S_T und S_A des kreiszylindrischen Gehäuses. Der Kolben 1 wird durch einen Kreiszylinder umschrieben, der in seinen Abmaßen dichtend dem innenumfangsflachen und den Stirnwänden des Gehäuses 2 angepaßt sind.

Der Kolben 1 besteht aus einer Vielzahl von Zylindersegraenten S, die jeweils - im Querschnitt - den gleichen ümfangswinkel bzwr-Segmentwinkel aufweisen. Dabei folgt auf das Segment S- mit

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- sr -

mit einem größeren Radius R₁, der dem Innenradius des Gehäuses entspricht, das Segment S₂ mit einem kleineren Radius R₃. Diesem folgt wiederum das Segment S₃ mit größerem Radius R, und diesem ein Segment S. mit' kleinerem Radius usw. Wie aus Figur 1 ersichtlich, sind die Radien der großen Segmente S₁, S, usw. gleich groß. Die Radien der kleinen Segmente S₂, S, usw. sind kleiner, untereinander aber vorzugsweise ebenfalls gleich groß; der Kolben 1 besteht somit aus aufeinanderfolgenden Segmenten S₁, S₂/ S₃...S , die abwechsend einen größeren und kleineren Radius R₁ und R₂ aufweisen. M.a.W.: Die Segmente größeren Radius bilden zwischen sich - in ümfangsrichtung gesehen eine Förderkammer 7, die axial und radial durch das Gehäuse begrenzt wird. Die Segmente größeren und kleineren Radius sind durch Ubergangssegmente U verbunden, die die ümfangsflachen der Segmente so verbinden, daß die Dichtelemente auf dem Umfang vorzugsweise ruck- und stoßfrei anliegen.

Die Segmente S₁, S₂, S₃ weisen - wie bereits gesagt - jeweils denselben Umfangs- bzw. Segmentwinkel Gamma auf. Die Ubergangssegmente weisen den Umfangswinkel Beta auf. Bezogen auf die Mittellinie zwischen dem Umfangskreis der großen Segmente und dem Umfangskreis der kleinen Segmente weist jedes Segment S₁, S₂/ S₃, S. den Urafangswinkel Alpha auf. Die Winkelbeziehungen sind in Figur 1b dargestellt. Es ist der Winkel Alpha = Beta + Gamma.

An die Förderelemente 4.. des Gehäuses (2) , das sich über den durch den Pfeil 5 begrenzten Teilkreis erstreckt, schließt sich eine weitere Förderzone 4₂ über den durch den weiteren Pfeil 5 markierten Teilkreis mit einem Einlaß E₂, der Totzone T₂ und dem Auslaß A₂ an. Diese weitere Förderzone 4₂ ist damit um den dreifachen Segmentwinkel Ot, gegenüber dem zuerst erläuterten Förderelement 4.. versetzt, d.h. zwischen je zwei aufeinander folgenden Dichtelementen liegt ein Umfangswinkel von 3 χ <χ ·

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In der erläuterten Weise und je nach Umfang des Kolbens sowie des Gehäuses bzw. Zylinders schließen sich an die Förderelemente 4-, 4₂ weitere Förderelemente 4 an, wobei η immer eine gerade Zahl ist, d.h. das Gehäuse bzw. der Zylinder 2 umfaßt eine paarige Anzahl von Förderelementen 4. Auf diese Weise wird, wie Figur 1 a zeigt, ein konstanter Förderstrom mit der erfindungsgemäßen Kraftstoffpumpe erzielt.

Wesentlich sind dabei folgende Merkmale: Der Umfangswinkel (Segmentwinkel) OC aller Kolbensegmente S- S₂ bezogen auf den mittf-eren Radius R = R- +R₂ i^st konstant;

m'ih Kolbensegmente folgen sich abwechselnd großem und kleinem Radius R- bzw. R₂; die Förderzone des Gehäuses erstreckt sich über 3 Kolbensegmente ; die Totzone des Gehäuses erstreckt sich über wenigstens ein Kolbensegment, d.h. über mindestens den Umfangswinkel (Segmentwinkel) CC Ί die Ubergangssegmente sind untereinander Kongruent und so ausgebildet, daß die Summe der Geschwindigkeiten von zwei aufeinanderfolgenden Dichtelementen stets null ist und sich die Geschwindigkeiten und vorzugsweise auch die Beschleunigungen stetig ändern. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dieser Pumpe ist in Figur schematisch dargestellt. Diese Pumpe besteht in gleicher Weise wie diejenige nach Figur 1 aus dem Gehäuse bzw. Zylinder 2 mit den Einlassen E- und E₂ sowie den Auslässen A- und A₂, d.h. es sind in diesem Ausführunqsbeispiel zwei !Förderzonen vorhanden; das Dichtelement ist eine abgefederte Rolle 6, das den Förderraum zwischen den Segmenten S-, S₃, S^ in ümfangsrichtung abdichtet und dadurch den Flüssigkeitsstrom in den Auslassen A^, A₂ bewirkt. Durch die erfindungsgemäße Gestaltung wird ein konstanter Förderstrom - wie in Abb. 14 gezeigt bewirkt.

Bei Umkehr der gezeigten Strömungs- und Drehrichtungen erhält die Maschine eine motorische Wirkungsweise.

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BEZUGS ZIFFERBEZEICHNUNG

1	Rotor (Kolben)
2	Gehäuse (Zylinder)
3	Dichtleiste
4	Förderelement (Förderzone)
	(Funktionselement)
5	Pfeil
6	Rolle
7	Förderkammer
E	Einlaß
A	Auslaß
S	Segment
	Segmentwinkel
R	Radius
T	Totzone

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Leerseite

Claims

29131IQ Bag. 1113 Ansprüche

1.) Verdrängungsmaschine,
insbesondere Pumpe,

bestehend aus einem mit Einlaß und Auslaß versehenen kreiszylindrischen Gehäuse (Zylinder) und einem in dem Gehäuse drehend angetriebenen Rotor (Kolben), der auf seinem Umfang mit Ausnehmungen versehen ist, Kennzeichen:

der Rotor (1) besteht aus einander folgenden Segmenten (S) mit jeweils gleichem Segmentwinkel (Gamma), wobei je ein Segment (S1) einen größeren Radius (RD und das folgende Segment (S2) einen kleineren Radius (R2) aufweist und wobei die Segmente (S) größeren und kleineren Radius durch jeweils ein Übergangssegment (U) mit dem Segmentwinkel (Beta) derart verbunden sind, daß zwischen den Unifangsflächen der Segmente ein stetiger Übergang vom größeren auf den kleineren Radius besteht; das Gehäuse (2) ist mit einer paarigen Anzahl von Förderzonen (4) versehen;

jede Pörderzone besteht - in Umfangsrichtung des Gehäuses gesehen - aus einem Einlaß (E) einer daran anschließenden Totzone (T), einem Auslaß (A) sowie einem Dichtelement (3), welches - in Drehrichtung des Rotors gesehen - am Ende des Auslasses angeordnet ist; der Urafangswinkel zwischen dem Dichtelement (3) einer Förderzone und dem Dichtelement (3) der darauf folgenden Förderzone beträgt dreimal Alpha, wobei Alpha = Beta plus Gamma ist.

030Ö43/0Ö23 ORIGINAL INSPECTED

Bag. 1113 - 2 -

2. Verdrangungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Segment (S2) des Kolben (1) mit kleinerem Durchmesser eingeschlossen ist von je einem Segment (S1, S3) mit größerem Durchmesser.

3. Verdrängungsmaschine

nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die zwischen Einlaß (E) und Auslaß (A) lieaende Totzone (T) über mindestens den Segmentwinkel (Alpha) erstreckt.

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