DE3619166A1

DE3619166A1 - Vane pump

Info

Publication number: DE3619166A1
Application number: DE19863619166
Authority: DE
Inventors: Manfred 5630 Remscheid Heidenreich; Siegfried Dipl.-Ing. 5608 Radevormwald Hertell
Original assignee: Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Oerlikon Barmag AG
Priority date: 1985-06-15
Filing date: 1986-06-06
Publication date: 1986-12-18

Abstract

A vane vacuum pump exhibits a rotor with a single continuous slit. Two vanes lying on top of each other are supported slidingly in the slit. A slide plate, which is placed between the vanes, ensures good friction properties. The slide plate is limited in its mobility to the external contours of the vanes because the slide plate engages in the slide surface of a vane. Disadvantageous consequences during tilting are eliminated by giving the side edges the shape of a circular segment. <IMAGE>

Description

Flügelzellenpumpe Vane pump

Eine Flügelzellenpumpe nach dem Oberbegriff ist durch die japanische Gebrauchsmusterschrift 26-6486 bekannt.A vane pump according to the generic term is by the Japanese Utility model 26-6486 known.

Wie bei jeder Flügelzellenpumpe besteht auch bei dieser Flügelzellenpumpe das Problem, daß die Flügel in jeder Drehlage des Rotors dichtend am Umfang des Gehäuses anliegen und hierzu eine ständig wiederholte radiale Einfahr- und Ausfahrbewegung durchführen müssen. Bei der bekannten Pumpe besteht dieses Problem insbesondere deswegen, weil in der Drehlage des Rotors, in der die Gesamtlänge der Flügel gleich dem Gehäusedurchmesser und daher maximal ist (Maximallage des Rotors), d.h. in der Stellung des einfahrenden Flügels, in der dieser vollständig in den Rotorschlitz eintaucht (unterer Totpunkt) der Abstand des Schwerpunktes dieses Flügels von dem Rotormittelpunkt sehr gering ist.As with every vane pump, there is also this vane pump the problem that the blades in each rotational position of the rotor sealingly on the circumference of the The housing and for this purpose a constantly repeated radial retraction and extension movement have to perform. This problem exists in particular in the known pump because in the rotational position of the rotor in which the total length of the blades is the same the housing diameter and therefore maximum (maximum position of the rotor), i.e. in the Position of the retracting wing in which it is completely in the rotor slot immersed (bottom dead center) is the distance of the center of gravity of this wing from the Rotor center is very small.

Daher wirken in diesem Drehbereich lediglich geringe Zentrifugalkräfte auf den Flügel. Daher ist nicht qewährleistet, daß der Flügekopf dieses Flügels sicher an der Umfangswand des Gehäuses anliegt.Therefore, only small centrifugal forces act in this rotary range on the wing. Therefore it is not guaranteed that the flight head of this wing rests securely on the peripheral wall of the housing.

Bei der bekannten Ausführung werden daher die beiden Flügel durch eine Feder gegeneinander abgestützt.In the known design, therefore, the two wings are through a spring supported against each other.

Durch die deutsche Anmeldung P 35 07 176.1 (IP-1396) wird vorgeschlagen, Rotor und Flügel so in ihrer Gestalt aufeinander abzustimmen, daß zwischen den Enden der Flügel ein Ölpolster hergestellt wird. Dieses Ölpolster steht unter einem durch die Flügelbewegung hervorgerufenen Druck. Durch diesen Druck wird die Ausfahrbewegung bewerkstelligt.The German application P 35 07 176.1 (IP-1396) proposes that The shape of the rotor and the blades should be matched to one another so that between the ends the wing is made of an oil pad. This oil cushion stands under you the wing movement induced pressure. This pressure causes the extension movement accomplished.

Ergänzend dazu ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die für die Ausfahrbewegung erforderlichen Kräfte bzw.In addition, it is an object of the present invention to provide for forces required for the extension movement or

Drücke zu minimieren.Minimize pressures.

Hierzu wird vorgeschlagen, daß zwischen die Flügel eine GleitPlatte qelegt ist, die in ihren Abmaßen der Flügelbreite einerseits und andererseits der maximalen radialen Überdeckungslänge der Flügel entspricht.For this purpose, it is proposed that a sliding plate be placed between the wings is placed, which in its dimensions of the wing width on the one hand and on the other hand the corresponds to the maximum radial overlap length of the blades.

Die Flügel sind vorzugsweise aus einem Kunststoff, z.B.The wings are preferably made of a plastic, e.g.

Duroplast hergestellt, während die Gleitplatte aus Metall, z.B. Stahl ist und gegenüber den Kunststoffflügeln gute Reibeigenschaften, insbesondere einen geringen Reibbeiwert und geringen Verschleiß hat.Duroplast, while the sliding plate is made of metal, e.g. steel is and compared to the plastic wings good friction properties, in particular one has a low coefficient of friction and low wear.

Diese Gleitplatte hat erfindungsqemäß mehrere Funktionen: Zum einen bewirkt sie gute Gleitverhältnisse zwischen den Flügeln. Zum anderen ist sie aber so ausgestaltet, daß sie eine sichere Dichtung zwischen den Flügelenden bewirkt, ohne daß die Gefahr besteht daß die Gleitplatte durch unsymmetrische Anlage an den Flügeln oder dem Gehäuse Schäden hervorruft. Aus diesem Grunde ist die Gleitplatte in einer Ausführung so ausgestaltet, daß sie mit Vorsprüngen formschlüssiq in entsprechende Ausnehmungen zumindest eines der Flügel eingreift. Bei Anwendung dieser Maßnahme allein kann die Breite der Gleitplatte der Flügelbreite und damit der axialen Gehäuselänge entsprechen.According to the invention, this sliding plate has several functions: On the one hand it creates good sliding conditions between the wings. On the other hand, it is designed so that it creates a secure seal between the wing tips, without the risk that the sliding plate by asymmetrical contact to the Damage to the wings or the case. This is why the sliding plate is in one embodiment designed so that they form-fit with projections in corresponding Recesses at least one of the wings engages. When using this measure the width of the sliding plate alone can determine the width of the wing and thus the axial length of the housing correspond.

Alternativ und bevorzugt ist die Gleitplatte jedoch schmaler als die Flügel. Dann besitzt die Gleitplatte einen Längsbereich, in dem ihre Seitenkanten auf einem gemeinsamen Kreis liegen, dessen Durchmesser gleich der Flügelbreite ist. Die Gleitplatte wird mithin als Kreisabschnitt ausgeführt oder der mittlere Längsbereich der Gleitplatte wird als Kreisabschnitt ausgeführt. Dadurch wird gewährleistet, daß die Gleitplatte sich relativ zu den Flügeln und zum Gehäuse verkanten kann, daß aber gleichwohl die Dichtung zwischen den Flügelenden durch die Gleitplatte gegeben ist. Mit dieser Ausführung kann darauf verzichtet werden, daß die Gleitplatte formschlüssig mit zumindest einem der Flügel verbunden ist.Alternatively and preferably, however, the sliding plate is narrower than the wings. Then the sliding plate has a longitudinal area in which its side edges lie on a common circle, the diameter of which is equal to the wing width. The sliding plate is therefore designed as a segment of a circle or the central longitudinal area of the sliding plate is designed as a segment of a circle. This ensures that the sliding plate can tilt relative to the wings and the housing, but that the seal between the wing ends is nevertheless provided by the sliding plate. With this design it can be dispensed with that the Sliding plate is positively connected to at least one of the wings.

Wenn man auf die formschlüssige Verbindung zwischen einem der Flügel und der Gleitplatte verzichten kann, so kann sich die Gleitplatte in radialer Richtung bewegen. Dies hat den Vorteil, daß die Gleitplatte nicht zu wesentlichen nwuchten und asymmetrischen Belastungen des Rotors führen kann.When looking at the form-fitting connection between one of the wings and the sliding plate can be dispensed with, the sliding plate can move in the radial direction move. This has the advantage that the sliding plate is not overbalanced and asymmetrical loads on the rotor.

Dieses Ergebnis erreicht man auch, wenn die formschlüssige Verbindung zwischen Gleitplatte und Flügeln dadurch hergestellt ist, daß ein oder beide Flügel Radialnuten besitzen, in die die Gleitplatte mit je einem Vorsprung eingreift.This result can also be achieved when the form-fitting connection between the sliding plate and the wings is made in that one or both wings Have radial grooves in which the sliding plate engages with a projection.

Hierdurch wird zwar das Verkanten vermieden. Andererseits wird aber auch ausgeschlossen, daß der Gleitplatte die Radialbewegungen der Flügel aufgezwungen werden.This avoids tilting. On the other hand, however also excluded that the sliding plate forced the radial movements of the wings will.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben.The invention is described below with reference to exemplary embodiments.

Es zeigen Fig. 1 den Normaischnitt einer Flügelzellenpumpe (schematisch); Fig. 2 den Axialschnitt durch den Rotor entlang der Linie zu II; Fig. 3 den Normalschnitt durch eine andere Ausführungsform.1 shows the standard section of a vane pump (schematic); 2 shows the axial section through the rotor along the line to II; 3 shows the normal section by another embodiment.

Zu Fig. 1, 2 und 3: Im Gehäuse 1 ist die Rotorwelle 2 mit Rotor 3 fliegend gelagert und durch einen nicht dargestellten Antriebsmotor angetrieben. Die Drehrichtung ist mit 4 bezeichnet. Der Rotor 3 besitzt einen Schlitz 5, der in einer Axialebene des Rotors liegt. In dem Schlitz 5 sind die Flügel 6 und 7 gleitend beweglich. Die Flügel 6 und 7 bestehen jeweils aus einem Hakenkopf 8.6 und 8.7 und einem Flügelsteg 9.6 und 9.7. Die Flügel liegen mit ihren Stegen 9.6 und 9.7 aufein- ander. Zwischen den beiden Stegen 9.6 und 9.7 liegt die Gleitplatte 10. Diese Gleitplatte besteht aus einem verschleißfesten Material mit guten Reibeigenschaften, z.B.Regarding FIGS. 1, 2 and 3: The rotor shaft 2 with the rotor 3 is in the housing 1 cantilevered and driven by a drive motor, not shown. The direction of rotation is denoted by 4. The rotor 3 has a slot 5 which lies in an axial plane of the rotor. In the slot 5 the wings 6 and 7 are sliding movable. The wings 6 and 7 each consist of a hook head 8.6 and 8.7 and a wing web 9.6 and 9.7. The wings lie on top of one another with their webs 9.6 and 9.7 at the. The sliding plate 10 is located between the two webs 9.6 and 9.7. This sliding plate consists of a wear-resistant material with good friction properties, e.g.

Stahl oder bestimmte Kunststoffe. Der Einlaß des Pumpengehäuses ist mit 11, der Auslaß mit 12 bezeichnet. In der DE-OS 35 07 176 (IP-1396) sind Maßnahmen beschrieben, durch die der Hakenraum 13.6 bzw. 13.7 des in den Rotorschlitz 5 eintauchenden Flügels - hier 7 - mit Öl gefüllt wird, um anschließend die Ausfahrbewegung des Flügels - hier 7 - zu ermöglichen. Diesem Zweck dient unter anderem die Längsbohrung 14 der Rotorwelle 2. Diese Längsbohrunq 14 setzt sich beidseits des Schlitzes in Sicheln 15 fort. Durch diese Längsbohrung 14 und die Sicheln 15 wird Öl zur Schmierung der Pumpe herangeführt. Dieses Öl dient sodann auch der Beaufschlaqung der Hakenräume 13.6 und 13.7. Insofern wird auf die genannte DE-OS Bezug genommen.Steel or certain plastics. The inlet of the pump housing is with 11, the outlet with 12 designated. In DE-OS 35 07 176 (IP-1396) measures are taken described, through which the hook space 13.6 or 13.7 of the immersed in the rotor slot 5 Wing - here 7 - is filled with oil in order to then extend the Wing - here 7 - to enable. The longitudinal bore serves this purpose, among other things 14 of the rotor shaft 2. This longitudinal bore 14 is located on both sides of the slot Sickles 15 away. Through this longitudinal bore 14 and the sickles 15, oil is used for lubrication brought up to the pump. This oil then also serves to act on the hook spaces 13.6 and 13.7. In this respect, reference is made to the aforementioned DE-OS.

Die Gleitplatte 10 dient ebenfalls zur Verbesserung der Flügelbewegung, und zwar zur Erleichterung der Ausfahrbewegung, wobei sie gleichzeitig die Dichtung übernimmt. Die Problematik der Gleitplatte liegt darin, daß sie nicht verkanten darf. Durch ein Verkanten würde die Funktion der Flügelzellenpumpe und insbesondere ihr Wirkungsgrad (Kurzschluß) beeinträchtigt. Aus diesem Grunde sind erfindungsgemäß einerseits Maßnahmen vorgesehen, die das Verkanten verhindern.The sliding plate 10 also serves to improve the wing movement, namely to facilitate the extension movement, while at the same time the seal takes over. The problem with the sliding plate is that it does not tilt allowed. By tilting the function of the vane pump and in particular their efficiency (short circuit) is impaired. For this reason are according to the invention on the one hand, measures are provided to prevent tilting.

In der Ausführung nach Fig. 1 besitzt die Gleitplatte 10 hierzu dreiseitige Ausstanzungen 16, durch die jeweils ein Lappen 17 und 18 gebildet wird. Diese Lappen 17 und 18 sind nach einer Seite aus der Ebene der Platte 10 ausgebogen, so daß sie Vorsprünge bilden. Diese Vorsprünge 17, 18 greifen in entsprechende Vertiefungen 19, 20 ein, die in den Flügel 6 eingebracht sind.In the embodiment according to FIG. 1, the sliding plate 10 has three sides for this purpose Punchings 16, through which a tab 17 and 18 is formed in each case. These lobes 17 and 18 are bent to one side out of the plane of the plate 10 so that they Form protrusions. These projections 17, 18 engage in corresponding depressions 19, 20, which are introduced into the wing 6.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 unterscheidet sich von demjenigen nach Fiq. 1 und Fiq. 2 durch folgendes: Der Lappen 17 greift in eine Nut 19 im Flügel 6 ein. Der Lappen 18 der Gleitplatte 10 ist zur anderen Seite hin ausgebogen und greift. in eine Nut 20 des Flügels 7 ein. Die Nuten sind in radialer Richtung so lang, daß jeder Flügel 6, 7 die erforderliche radiale Auswärtsbewegung auch dann machen kann, wenn die Gleitplatte 10 mit ihrem Schwerpunkt im wesentlichen in der Rotorachse liegen bleibt. Bei diesem Ausführunqsbeispiel wird mithin vermieden, daß die Gleitplatte 10 die radialen Ein- und Ausfahrbewegungen der Flügel ständig mitmacht. Überdies wird vermieden, daß das Gesamtgewicht eines Flügels größer als das des anderen ist und daß der Schwerpunkt dieses Flügels verlagert wird.The embodiment of FIG. 3 differs from that according to Fiq. 1 and Fiq. 2 by the following: The tab 17 engages in a groove 19 in the wing 6 a. The tab 18 of the sliding plate 10 is bent towards the other side and engages. into a groove 20 of the wing 7. The grooves are like this in the radial direction long that each wing 6, 7 then also has the required radial outward movement can make when the sliding plate 10 with its center of gravity substantially in the Rotor axis remains. In this exemplary embodiment, it is therefore avoided that the sliding plate 10, the radial retraction and extension movements of the wings constantly participate. In addition, it is avoided that the total weight of a wing is greater than that of the other and that the center of gravity of this wing is shifted.

Gemeinsam ist wiederum beiden Ausführungen die Formgebung der Gleitplatte 10, die aus Fig. 2 ersichtlich ist. Die Breite der Gleitplatte - in dieser Anmeldung für Flügel und Gleitplatte in axialer Richtung gemessen - wird mit AG bezeichnet. Die Länge - in dieser Anmeldung für Flügel und Gleitplatte in radialer Richtung gemessen - wird mit RG bezeichnet. Die Breite der Flügel in axialer Richtung ist mit AF und die Länge der Flügel in radialer Richtung mit RS bezeichnet. Die Breite AG der Gleitplatte ist über einen wesentlichen Teil ihrer Länge RG geringer als die Breite der Flügel AS. Der mittlere Längsbereich der Gleitplatte, bezogen auf ihre radiale Erstreckung RG, ist jedoch als Kreisabschnitt ausgebildet. Der Mittelounkt dieses Kreisabschnittes liegt auf der Mittellinie zur Breite AG der Gleitplatte. Der Durchmesser dieses Kreisabschnittes ist gleich der Breite AS der Flügel. Die radiale Erstreckung des Kreisabschnittes kann gleich der radialen Erstreckung (Länge) RG der Gleitplatte sein. Sie muß jedoch so lang sein, daß ein Verkanten der Gleitplatte 10 möglich ist, ohne daß die Ecken 22 des Kreisabschnittes 21 die Gehätlsewandunq berühren. Der Kreis-.. j t cT' tt ,- 0 L Gleitplatte. Abweichungen hiervon können jedoch zugelassen werden, wobei dann allerdings der maximale Betrag der Verkantung an den Enden der Gleitplatte größer wird.What is common to both versions is the shape of the sliding plate 10, which can be seen from FIG. The width of the slide plate - in this application for wing and sliding plate measured in the axial direction - is designated with AG. The length - in this application for the wing and sliding plate in the radial direction measured - is referred to as RG. The width of the blades in the axial direction is with AF and the length of the blades in the radial direction with RS. The width AG of the sliding plate is less than RG over a substantial part of its length the width of the wings AS. The middle longitudinal area of the sliding plate, based on their radial extension RG, however, is designed as a segment of a circle. The middle unct this segment of the circle lies on the center line to the width AG of the sliding plate. The diameter of this circular segment is equal to the width AS of the wings. the radial extension of the circular segment can be equal to the radial extension (length) RG of the sliding plate. However, it must be long enough to prevent the sliding plate from tilting 10 is possible without the corners 22 of the circular segment 21 the Gehätlsewandunq touch. The circle .. j t cT 'tt, - 0 L Sliding plate. Deviations of this, however, can be admitted, but then the maximum amount the tilt at the ends of the sliding plate becomes larger.

Die Formgebung der Gleitplatte nach Fig. 2 stellt bereits für sich allein ein ausreichendes Mittel zur Lösung der Aufgabe dar, die dieser Erfindung zugrunde lieqt. Insbesondere kann hierdurch die Verschlechterung des Wirkungsgrades auch dann vermieden werden, wenn ein gewisses Verkanten zugelassen wird.The shape of the slide plate according to FIG. 2 already represents itself alone is a sufficient means of achieving the object of this invention is based on. In particular, this can result in a deterioration in the degree of efficiency can also be avoided if a certain tilting is permitted.

BEZUGSZEICHENAUFSTELLUNG 1 Gehäuse 2 Rotorwelle 3 Rotor 4 Drehrichtung 5 Rotorschlitz, Schlitz 6 Flügel 7 Flügel 8.6 Hakenkopf 8.7 Hakenkopf 9.6 Flügelsteg, Steg 9.7 Flügelsteg, Steq 10 Gleitplatte 11 Einlaß 12 Auslaß 13.6 Hakenraum 13.7 Hakenraum 14 Bohrung, ÖIzufuhrbohrunq, Schmierölbohrung 15 Sichel, sichelförmiqe Ausnehmung 16 Ausstanzung 17 Lappen 18 Lappen 19 Nut, Aussparung 20 Nut, Aussparung 21 Kreisabschnitt 22 Ecke REFERENCE SIGNS 1 Housing 2 Rotor shaft 3 Rotor 4 Direction of rotation 5 rotor slot, slot 6 wing 7 wing 8.6 hook head 8.7 hook head 9.6 wing web, Web 9.7 wing web, Steq 10 sliding plate 11 inlet 12 outlet 13.6 hook space 13.7 Hook space 14 bore, oil supply bore, lubricating oil bore 15 sickle, sickle-shaped Recess 16 punching 17 tabs 18 tabs 19 groove, recess 20 groove, recess 21 circle segment 22 corner

Claims

A n s pr ü c~h~e 1. Flhgelzellen-Vakuumpumpe mit zwei Flügeln (6, 7), die in einem Schlitz (5) des Rotors (3) gleitend aufeinanderliegen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den aus Kunststoff hergestellten Flügeln eine Metallplatte liegt, die in Breite und Länge den Maßen der größten Flüqelüberdeckung entspricht. To check 1. Vane-cell vacuum pump with two vanes (6, 7), which slide on top of one another in a slot (5) of the rotor (3), thereby characterized in that between the wings made of plastic a metal plate which corresponds in width and length to the dimensions of the largest wing overlap.

2. Flügelzellen-Vakuumpumse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die größte Breite (AG) der Gleitplatte (10) gleich der Flügelbreite (AF) ist und daß die Gleitplatte (10) in die Gleitoberfläche eines der Flügel formschlüssig eingreift und/oder deren Seitenkanten über einen Teil der Länge der Gleitplatte (10) auf einem gemeinsamen Kreisabschnitt (21) liegen, dessen Durchmesser gleich der Flügelbreite (AF) ist.2. Vane vacuum pump according to claim 1, characterized in that that the greatest width (AG) of the sliding plate (10) is equal to the wing width (AF) and that the sliding plate (10) is positively locked into the sliding surface of one of the wings engages and / or their side edges over part of the length of the sliding plate (10) lie on a common segment of a circle (21), the diameter of which is the same the wing width (AF).

3. Flügelzellen-Vakuumpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitfläche zumindest eines der Flügel (6) Aussparungen (19, 20) besitzt, in die die Gleitplatte mit Vorsprüngen (17, 18) eingreift.3. Vane vacuum pump according to claim 1 or 2, characterized in that that the sliding surface has at least one of the wings (6) recesses (19, 20), in which the sliding plate engages with projections (17, 18).

4. Flügelzellen-Vakuumpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (17, 18) der Gleitplatte (10) dreiseitig aus der Gleitplatte ausgestanzte und ausgebogene Lappen sind.4. Vane vacuum pump according to claim 3, characterized in that that the projections (17, 18) of the sliding plate (10) on three sides from the sliding plate punched and scalloped flaps are.

5. Flügelzellen-Vakuumpumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die formschlüssige Verbindung zwischen Gleitplatte und Flügel ein Vorsprunq (17 bzw. 18) einerseits und eine radiale Nut (19 bzw. 20) andererseits ist.5. Vane vacuum pump according to one of the preceding claims, characterized in that the positive connection between the sliding plate and Wing has a projection (17 or 18) on the one hand and a radial groove (19 or 20) on the other is.