DE2913110A1 - DISPLACEMENT MACHINE, IN PARTICULAR PUMP - Google Patents

DISPLACEMENT MACHINE, IN PARTICULAR PUMP

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DE2913110A1 DE19792913110 DE2913110A DE2913110A1 DE 2913110 A1 DE2913110 A1 DE 2913110A1 DE 19792913110 DE19792913110 DE 19792913110 DE 2913110 A DE2913110 A DE 2913110A DE 2913110 A1 DE2913110 A1 DE 2913110A1
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Description

b a r m a gb a r m a g

Banner Maschinenfabrik AktiengesellschaftBanner Maschinenfabrik Aktiengesellschaft

Remscheid - LennepRemscheid - Lennep

"Verdrängungsmaschine, insbesondere Pumpe""Displacement machine, in particular Pump"

Baer. 1113Bear. 1113

0300A3/O0230300A3 / O023

Bag. 1113 - * - 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) .The invention relates to a positive displacement machine consisting of a pump housing (cylinder) provided with an inlet and an outlet and one arranged inside the circular cylindrical housing, rotor (piston) provided with recesses on the circumference.

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.Such positive displacement machines are suitable, for example, as pumps. Fuel pumps constructed according to this principle are known, which are driven by an electric motor and deliver a constant conveying current. The invention aims to Creation of a constant flow delivering bew. female positive displacement machine, which avoids the disadvantages of known positive displacement machines and in particular pumps that nevertheless has a simple and therefore inexpensive compact design. This object is achieved according to the invention solved that a pumping zone is formed in the pump housing from an inlet to an outlet in the direction of rotation of the rotor If a sealing element e.g. sealing strip, sealing roller or the like is arranged in the area of the outlet, the rotor consists of adjoining segments each with the same segment angle, each segment being a larger one Radius and the following segment has a smaller radius, and that the housing with a pair of Conveyor zones is provided. The segments are connected to one another by transition segments that ensure that the Sealing elements perform a constant movement that is as free from jerks and jolts as possible.

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 desIn a preferred manner, conveying is provided through an inlet and an outlet arranged at a distance therefrom, wherein the conveying element extends over three successive segments of the piston. In more advantageous and also expedient execution is a segment of the

- 4- 4th

ΪΓ30043/0023ΪΓ30043 / 0023

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.Pistons with a smaller diameter enclosed by a segment with a larger diameter. In a further development of the concept of the invention is in the fuel pump according to the invention a further conveying zone adjoining the first conveying zone with inlet, outlet and sealing element is provided, which Sealing element is arranged offset by three times the segment angle relative to the first conveyor element.

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.The fuel pump according to the invention is in the drawing explained in more detail using preferred exemplary embodiments, with both FIG. 1 and FIG. 2 each having a cross section through Show rotor 1 and housing 2.

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„, ST und SA 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.As can be seen from the pump shown as a detail in FIG. 1, inlets E and outlets A are arranged in the housing 2 with a circular cylindrical inner diameter at the distance of the dead zone T from one another in order to avoid a short circuit of the delivery flow. In the direction of rotation of the rotor 1, for example counterclockwise, a sealing strip 3 is arranged in each case in the end region of the outlet A; Such a sealing strip 3 is formed by separating rollers, separating rollers or also by extendable or retractable wings. The sealing strips 3 form the delimitation of the conveying zones 4 at the same time. The conveying zone 4... Thus extends over the partial circle delimited by the arrow 5. As can also be seen from FIG. 1, a conveying zone 4 1 extends over three segments S 1, S T and S A of the circular cylindrical housing. The piston 1 is circumscribed by a circular cylinder, the dimensions of which are adapted to the inner circumferential surfaces and the end walls of the housing 2 in a sealing manner.

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- mitThe piston 1 consists of a large number of cylinder segments S, each - in cross section - the same circumferential angle or segment angle exhibit. The segment S- follows with

- 5ΟΓ30043/0023- 5 ΟΓ30043 / 0023

- sr - - 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.with a larger radius R 1 , which corresponds to the inner radius of the housing, the segment S 2 with a smaller radius R 3 . This in turn is followed by the segment S 3 with a larger radius R, and this is followed by a segment S with a smaller radius, etc. As can be seen from FIG. 1, the radii of the large segments S 1 , S, etc. are of the same size. The radii of the small segments S 2 , S, etc. are smaller, but preferably also of the same size among one another; the piston 1 thus consists of successive segments S 1 , S 2 / S 3 ... S, which alternately have a larger and smaller radius R 1 and R 2 . MaW: The segments of larger radius form between them - viewed in the circumferential direction - a delivery chamber 7 which is delimited axially and radially by the housing. The segments of larger and smaller radius are connected by transition segments U, which connect the circumferential surfaces of the segments in such a way that the sealing elements rest on the circumference, preferably without jolts or jolts.

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.As already stated, the segments S 1 , S 2 , S 3 each have the same circumferential or segment angle gamma. The transition segments have the circumferential angle beta. In relation to the center line between the circumferential circle of the large segments and the circumferential circle of the small segments, each segment S 1 , S 2 / S 3 , S. has the primary angle alpha. The angular relationships are shown in Figure 1b. It is the angle 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 ·The conveying elements 4 .. of the housing (2), which extends over the partial circle delimited by the arrow 5, is joined by a further conveying zone 4 2 via the partial circle marked by the further arrow 5 with an inlet E 2 , the dead zone T 2 and outlet A 2 . This further conveying zone 4 2 is thus offset by three times the segment angle Ot compared to the conveying element 4 .. explained first, that is, between each two successive sealing elements there is a circumferential angle of 3 χ <χ ·

- 60^0043/0023- 60 ^ 0043/0023

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.In the manner explained and depending on the circumference of the piston and the housing or cylinder, the conveyor elements 4, 4 2 are followed by further conveyor elements 4, where η is always an even number, ie the housing or cylinder 2 comprises a pair Number of delivery elements 4. In this way, as FIG. 1 a shows, a constant delivery flow is achieved with the fuel pump according to the invention.

Wesentlich sind dabei folgende Merkmale: Der Umfangswinkel (Segmentwinkel) OC aller Kolbensegmente S- S2 bezogen auf den mittf-eren Radius R = R- +R2 ist konstant;Are substantially the following features: all piston segments S S 2 The extent of angle (angular segment) OC based on the mittf-older radius R = R + R 2 i st constant;

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. With piston segments, large and small radius R and R 2 alternate; the conveying zone of the housing extends over 3 piston segments; The dead zone of the housing extends over at least one piston segment, ie over at least the circumferential angle (segment angle) CC Ί the transition segments are mutually congruent and designed so that the sum of the speeds of two successive sealing elements is always zero and the speeds and preferably also the Constantly changing accelerations. A preferred embodiment of this pump is shown schematically in the figure. This pump consists in the same way as the one according to FIG. 1 from the housing or cylinder 2 with the inlets E and E 2 and the outlets A and A 2 , ie there are two delivery zones in this exemplary embodiment; the sealing element is a spring-loaded roller 6 which seals the conveying space between the segments S-, S 3 , S ^ in the circumferential direction and thereby effects the flow of liquid in the outlets A ^, A 2 . The design according to the invention results in a constant flow rate - as shown in Fig. 14.

Bei Umkehr der gezeigten Strömungs- und Drehrichtungen erhält die Maschine eine motorische Wirkungsweise.When reversing the shown directions of flow and rotation the machine gets a motorized mode of operation.

030043/0023030043/0023

BEZUGS ZIFFERBEZEICHNUNGREFERENCE NUMERAL DESIGNATION

11 Rotor (Kolben)Rotor (piston) 22 Gehäuse (Zylinder)Housing (cylinder) 33 DichtleisteSealing strip 44th Förderelement (Förderzone)Conveying element (conveying zone) (Funktionselement)(Functional element) 55 Pfeilarrow 66th Rollerole 77th FörderkammerDelivery chamber EE. EinlaßInlet AA. AuslaßOutlet SS. Segmentsegment SegmentwinkelSegment angle RR. Radiusradius TT TotzoneDead zone

030043/0023030043/0023

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Claims (3)

29131IQ Bag. 1113 Ansprüche29131IQ bag. 1113 claims 1.) Verdrängungsmaschine,
insbesondere Pumpe,1.) displacement machine,
especially pump, 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: consisting of a circular cylindrical housing (cylinder) provided with inlet and outlet and a rotor (piston) which is driven to rotate in the housing and which is provided with recesses on its circumference, characteristics: 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;the rotor (1) consists of successive segments (S) each with the same segment angle (gamma), where each segment (S1) has a larger radius (RD and the following segment (S2) has a smaller radius (R2) and wherein the segments (S) larger and smaller radius each by a transition segment (U) with the Segment angle (beta) are connected in such a way that there is a continuous transition between the unifangsurfaces of the segments consists of the larger to the smaller radius; the housing (2) has a paired number of conveying zones (4) provided; 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.each pumping zone exists - in the circumferential direction of the housing seen - from an inlet (E) an adjoining dead zone (T), an outlet (A) and a sealing element (3), which - seen in the direction of rotation of the rotor - is arranged at the end of the outlet; the primary angle between the sealing element (3) of a conveying zone and the sealing element (3) of the following Production zone is three times alpha, with alpha = beta plus Gamma is. 030Ö43/0Ö23 ORIGINAL INSPECTED 030Ö43 / 0Ö23 ORIGINAL INSPECTED Bag. 1113 - 2 -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.2. Displacement machine according to claim 1, characterized in that a segment (S2) of the piston (1) with a smaller diameter is enclosed by a respective segment (S1, S3) with a larger diameter. 3. Verdrängungsmaschine3. Displacement machine 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.according to one of the preceding claims, characterized in that the dead zone (T) lying between inlet (E) and outlet (A) extends over at least the segment angle (alpha). 030043/0023030043/0023
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