EP0284712A2 - Vane pump - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
- F04C29/12—Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet
- F04C29/122—Arrangements for supercharging the working space
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C28/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
- F04C28/04—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids specially adapted for reversible pumps
Definitions
- the invention relates to a vane pump with a rotor which can be driven in different directions of rotation for the optional generation of negative pressure or positive pressure at two pump connections, each of which has a connection to a pump chamber of a pump chamber delimited on the outside by a stroke curve.
- Vane pumps of this type are generally known and used.
- the invention has for its object to design a vane pump of the type mentioned in such a way that a better filling and thus a higher performance can be achieved with the least possible effort for both directions of rotation.
- each pump connection has a further connection to the pump chamber in the region of larger cross section via a flow channel and in that a control device is provided for automatically closing the flow channel lying on the pressure side depending on the direction of rotation.
- the control device can be designed very differently. It is particularly simple if it is formed by controlling in at least one side plate of the vane pump and through control openings leading into sector-shaped interiors between the blades of the rotor in at least one side surface of the rotor and if a control wedge is arranged in the sector-shaped interiors, whichever releases or covers control openings leading into the interior after the direction of rotation of the rotor.
- the pressure supply for further connection into the pump chamber from a control kidney on one side of the rotor via a control opening into the sector-shaped interior and on the other side of the rotor through a further control opening out of it into one provided there Control kidney is done.
- the vane pump shown in FIG. 1 has an eccentrically arranged rotor 2 which can be driven in two different directions of rotation and which divides a pump chamber 7 into four pump chambers 8, 9, 10, 11 with vanes 3, 4, 5, 6.
- the vanes 3, 4, 5, 6 are held outwards against a stroke curve 12 by centrifugal force.
- the vane pump has two conventional pump connections 13, 14. If the rotor 2 rotates counterclockwise, air is drawn in at the pump connection 13 and this is discharged compressed at the pump connection 14. It is important for the invention that a flow channel 15, 16 leading into the pump chamber 7 is provided above the pump connections 13, 14. When the rotor 2 rotates counterclockwise, the flow channel 15 is connected to the pump connection 13 in a manner still to be explained, while the flow channel 16 is separated from the pump connection 14. If the direction of rotation of the rotor 2 is reversed, the flow channel 16 is connected to the pump connection 14 and the flow channel 15 is separated from the connection 13.
- FIG. 2 shows that in a side window 26 control kidneys 27, 28, 29, 30 are provided, which were also shown and positioned in FIG. 1.
- air drawn in from a suction point 31 is first able to enter the control kidney 29, then through the control opening 23 into the rotor 2 and then through the control opening 22 out of the control kidney 30 into the control kidney 30.
- a channel 32 leads to the flow channel 15.
- the pump connection 13 has a connection to the suction point 31 directly via a channel 33.
- control kidneys 27, 28 have no connection to one another through the rotor 2, since the control openings 24b, 25b shown in FIG. 1 are covered by the corresponding control wedge.
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Flügelzellenpumpe mit einem in unterschiedliche Drehrichtungen antreibbaren Rotor zum wahlweisen Erzeugen von Unterdruck oder Überdruck an zwei Pumpenanschlüssen, welche jeweils mit einer Pumpenkammer eines außenseitig durch eine Hubkurve begrenzten Pumpenraumes Verbindung haben. Flügelzellenpumpen dieser Art sind allgemein bekannt und gebräuchlich.The invention relates to a vane pump with a rotor which can be driven in different directions of rotation for the optional generation of negative pressure or positive pressure at two pump connections, each of which has a connection to a pump chamber of a pump chamber delimited on the outside by a stroke curve. Vane pumps of this type are generally known and used.
Bei Flügelzellenpumpen ergibt es sich, daß die zwischen zwei Flügeln gebildeten Kammern auch dann noch im Volumen zunehmen, wenn ihre Flügel den die Ansaugseite bildenden Pumpenanschluß passiert haben. Es kommt dann zu einer Verminderung des Druckes der angesaugten Luft und damit zu einem Leistungsverlust. Diesem Mißstand kann man dadurch begegnen, daß man die Hubkurve nicht kreisförmig, sondern so ausbildet, daß sie ansaugseitig hinter dem Pumpenanschluß und überdruckseitig vor dem Pumpenanschluß in etwa tangential zum Rotor verläuft. Eine solche Hubkurvengestaltung ist jedoch aufwendig, so daß man aus Kostengründen oftmals darauf verzichtet.In vane pumps it is found that the chambers formed between two vanes increase in volume even when their vanes have passed the pump connection forming the suction side. Then there is a reduction in the pressure of the intake air and thus a loss of performance. This problem can be countered by not designing the stroke curve in a circular manner, but in such a way that it runs approximately tangentially to the rotor on the suction side behind the pump connection and on the pressure side before the pump connection. However, such a curve design is complex, so that it is often omitted for cost reasons.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flügelzellenpumpe der eingangs genannten Art derart zu gestalten, daß sich mit möglichst geringem Aufwand für beide Drehrichtungen eine bessere Füllung und damit eine höhere Leistung erreichen läßt.The invention has for its object to design a vane pump of the type mentioned in such a way that a better filling and thus a higher performance can be achieved with the least possible effort for both directions of rotation.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder Pumpenanschluß über einen Strömungskanal eine weitere Verbindung mit dem Pumpenraum im Bereich größeren Querschnitts hat und daß eine Steuereinrichtung zum selbsttätigen Schließen des in Abhängigkeit vom Drehsinn jeweils auf der Druckseite liegenden Strömungskanals vorgesehen ist.This object is achieved according to the invention in that each pump connection has a further connection to the pump chamber in the region of larger cross section via a flow channel and in that a control device is provided for automatically closing the flow channel lying on the pressure side depending on the direction of rotation.
Bei einer solchen Flügelzellenpumpe vermag auf der jeweiligen Ansaugseite Luft an zwei verschiedenen Stellen in den Pumpenraum zu strömen. Dadurch erhöht sich der Füllungsgrad der Flügelzellenpumpe. Durch die Steuereinrichtung wird erreicht, daß die Luft auf der Druckseite nur an dem zuletzt kommenden Pumpenanschluß ausgestoßen wird, so daß es zu einer hohen Verdichtung kommt.With such a vane pump, air can flow into the pump chamber at two different points on the respective suction side. This increases the filling level of the vane pump. The result of the control device is that the air on the pressure side is only expelled at the last pump connection, so that there is a high compression.
Die Steuereinrichtung kann sehr unterschiedlich gestaltet sein. Sie ist besonders einfach ausgebildet, wenn sie durch Steuernieren in zumindest einer Seitenscheibe der Flügelzellenpumpe und durch in sektorförmige Innenräume zwischen den Flügeln des Rotors führende Steueröffnungen in zumindest einer Seitenfläche des Rotors gebildet ist und wenn in den sektorförmigen Innenräumen jeweils ein Steuerkeil angeordnet ist, welcher je nach Drehsinn des Rotors in den Innenraum führende Steueröffnungen freigibt oder abdeckt.The control device can be designed very differently. It is particularly simple if it is formed by controlling in at least one side plate of the vane pump and through control openings leading into sector-shaped interiors between the blades of the rotor in at least one side surface of the rotor and if a control wedge is arranged in the sector-shaped interiors, whichever releases or covers control openings leading into the interior after the direction of rotation of the rotor.
Zur weiteren Vereinfachung der erfindungsgemäßen Flügelzellenpumpe trägt es bei, wenn in jedem sektorförmigen Innenraum nahe der beiden Flügel paarweise jeweils zwei radial hintereinander angeordnete Steueröffnungen vorgesehen sind und wenn dem einen Paar von Steueröffnungen jeweils auf der Druckseite zwei Steuernieren und dem anderen Paar von Steueröffnungen jeweils auf der Saugseite zwei Steuernieren zugeordnet sind und wenn die Druckzuführung zur weiteren Verbindung in den Pumpenraum von einer Steuerniere durch eine Steueröffnung in den sektorförmigen Innenraum hinein und dann zurück über die andere Steueröffnung eines Paares von Steueröffnungen in die andere Steuerniere erfolgt.To further simplify the vane pump according to the invention, it is helpful if two radially successively arranged control openings are provided in pairs in each sector-shaped interior near the two vanes and if the two pairs of control openings each have two control kidneys on the pressure side and the other pair of control openings each on the Two control kidneys are assigned to the suction side and when the pressure supply for further connection into the pump chamber takes place from one control kidney through a control opening into the sector-shaped interior and then back via the other control opening of a pair of control openings into the other control kidney.
Alternativ ist es jedoch auch möglich, daß die Druckzuführung zur weiteren Verbindung in den Pumpenraum von einer Steuerniere auf einer Seite des Rotors über eine Steueröffnung in den sektorförmigen Innenraum hinein und an der anderen Seite des Rotors durch eine weitere Steueröffnung aus ihm heraus in eine dort vorgesehene Steuerniere erfolgt.Alternatively, however, it is also possible that the pressure supply for further connection into the pump chamber from a control kidney on one side of the rotor via a control opening into the sector-shaped interior and on the other side of the rotor through a further control opening out of it into one provided there Control kidney is done.
Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zu ihrer weiteren Verdeutlichung ist eine davon stark schematisch in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
- Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch eine Flügelzellenpumpe nach der Erfindung,
- Fig. 2 einen horizontalen Schnitt durch die Flügelzellenpumpe nach
Figur 1.
- 1 is a vertical section through a vane pump according to the invention,
- 2 shows a horizontal section through the vane pump according to FIG. 1.
Die in Figur 1 gezeigte Flügelzellenpumpe hat innerhalb eines Gehäuses 1 einen exzentrisch angeordneten, in zwei verschiedene Drehrichtungen antreibbaren Rotor 2, der mit Flügeln 3, 4, 5, 6 einen Pumpenraum 7 in vier Pumpenkammern 8, 9, 10, 11 aufteilt. Durch die Fliehkraft werden die Flügel 3, 4, 5, 6 nach außen gegen eine Hubkurve 12 gehalten.The vane pump shown in FIG. 1 has an eccentrically arranged
Die Flügelzellenpumpe hat zwei übliche Pumpenanschlüsse 13, 14. Dreht sich der Rotor 2 entgegen dem Uhrzeigersinn, so wird am Pumpenanschluß 13 Luft angesaugt und diese verdichtet am Pumpenanschluß 14 ausgestoßen. Wichtig für die Erfindung ist, daß oberhalb der Pumpenanschlüsse 13, 14 ein in den Pumpenraum 7 führender Strömungskanal 15, 16 vorgesehen ist. Bei Drehung des Rotors 2 entgegen dem Uhrzeigersinn ist der Strömungskanal 15 auf noch zu erläuternde Weise mit dem Pumpenanschluß 13 verbunden, während der Strömungskanal 16 vom Pumpenanschluß 14 abgetrennt ist. Dreht sich der Drehsinn des Rotors 2 um, so erhält der Strömungskanal 16 mit dem Pumpenanschluß 14 Verbindung und der Strömungskanal 15 wird von dem Anschluß 13 abgetrennt.The vane pump has two
Zur Steuerung dieser Strömungskanäle 15, 16 sind im Rotor 2 zwischen den Flügeln 3 - 6 vier sektorförmige Innenräume 17, 18, 19, 20 dargestellt, von denen der Innenraum 17 geschnitten gezeigt ist. Wie im Innenraum 17 ersichtlich, befindet sich in jedem Innenraum 17 - 20 ein Steuerkeil 21, der je nach Drehrichtung des Rotors 2 in die Innenräume 17 - 20 führende, beim Steuerraum 20 positionierte Paare von Steueröffnungen 22, 23 und 24, 25 freigibt oder absperrt.To control these
Die Figur 2 läßt erkennen, daß in einer Seitenscheibe 26 Steuernieren 27, 28, 29, 30 vorgesehen sind, welche auch in Figur 1 dargestellt und positioniert wurden. Beim dargestellten Drehsinn des Rotors 2 vermag angesaugte Luft von einer Ansaugstelle 31 zunächst in die Steuerniere 29, dann durch die Steueröffnung 23 in den Rotor 2 hinein und anschließend durch die Steueröffnung 22 wieder aus ihm hinaus in die Steuerniere 30 zu gelangen. Von dort führt ein Kanal 32 zum Strömungskanal 15. Der Pumpenanschluß 13 hat unmittelbar über einen Kanal 33 Verbindung mit der Ansaugstelle 31.FIG. 2 shows that in a
Die Steuernieren 27, 28 haben keine Verbindung durch den Rotor 2 hindurch miteinander, da die in Figur 1 gezeigten Steueröffnungen 24b, 25b vom entsprechenden Steuerkeil abgedeckt sind.The
Claims (4)
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