EP2606235A2

EP2606235A2 - Flügelzellenpumpe

Info

Publication number: EP2606235A2
Application number: EP11739038.5A
Authority: EP
Inventors: Dirk Ehrenfeld; Willi Schneider; Torsten Helle
Original assignee: Joma Polytec GmbH
Current assignee: Joma Polytec GmbH
Priority date: 2010-08-16
Filing date: 2011-07-27
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2031-07-27
Also published as: DE102010039344A1; CN103261692A; WO2012022595A2; US9011125B2; US20130216419A1; CN103261692B; EP2606235B1; WO2012022595A3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Flügelzellenpumpe mit wenigstens einem Flügel, einem Pumpengehäuse mit Boden und Deckel und einem darin drehbar gelagerten Rotor, wobei der wenigstens eine Flügel verschieblich in einer Nut im Rotor gelagert ist und wenigstens eine Flügelspitze aufweist, die aus der Außenumfangsfläche des Rotors herausragt und an der Innenumfangsfläche des Pumpengehäuses anliegt, wodurch der Flügel mit dem Boden und dem Deckel einen Saugraum und einen Druckraum definiert, welcher eine im Boden und/oder im Deckel sich befindende, radial außen liegende Einlassöffnung und Auslassöffnung aufweist, wobei der Rotor an der Umfangskante mit einer Fase versehen ist, die dem die Einlassöffnung und/oder Auslassöffnung aufweisenden Boden und/oder Deckel zugewandt ist.

Description

Flügelzellenpumpe

Die Erfindung betrifft eine Flügelzellenpumpe mit wenigstens einem Flügel, einem Pumpengehäuse mit Boden und Deckel und einem darin drehbar gelagerten Rotor, wobei der wenigstens eine Flügel verschieblich in einer Nut im Rotor gelagert ist und wenigstens eine Flügelspitze aufweist, die aus der Außenumfangsfläche des Rotors herausragt und an der Innenumfangsfläche des Pumpengehäuses anliegt, wodurch der Flügel mit dem Boden und dem Deckel einen Saugraum und einen Druckraum definiert, welcher eine im Boden und/oder im Deckel sich befindende, radial außen liegende Einlassöffnung und Auslassöffnung aufweist.
Aus der DE 10 2008 036 327 A1 ist eine Flügelzellenpumpe bekannt, welche ein Pumpengehäuse aufweist, in welchem ein Rotor angeordnet ist. Dieser Rotor lagert mehrere Flügel, welche an der Innenumfangsseite des Gehäuses anliegen und den Pumpenraum in Arbeitsräume aufteilt. Im Boden des Pumpengehäuses befindet sich eine Einlass- und eine Auslassöffnung, die von den Flügeln überstrichen werden. Es hat sich gezeigt, dass die Einlass- und die Auslassöffnung so weit vom Rotor entfernt sein müssen, dass der Rotor, in welchem die Flügel gelagert sind, nicht über den Öffnungen oder einen Teil der Öffnungen liegen und diesen Teil abdecken. Dies bedeutet aber, dass die Öffnungen stets einen Abstand zum optimalen Ansaug- und Ausstoßpunkt haben. Dieser liegt theoretisch dort, wo der Rotor die Innenumfangsfläche des Pumpengehäuses berührt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flügelzellenpumpe mit einem größeren Wirkungsgrad bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird mit einer Flügelzellenpumpe der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Rotor an der Umfangskante mit einer Fase versehen ist, die dem die Einlassöffnung und/oder Auslassöffnung aufweisenden Boden und/oder Deckel zugewandt ist.
Bei der erfindungsgemäßen Flügelzellenpumpe ist die Umfangskante des Rotors, welche sich unmittelbar an der Einlassöffnung und/oder der Auslassöffnung befindet, mit einer Fase versehen, so dass der Rotor im Bereich dieser Umfangskante aufgrund dieser Fase einen gewissen Abstand zum Boden oder Deckel aufweist. Da aber nun der Rotor aufgrund der Fase die Einlassöffnung und/oder Auslassöffnung nicht mehr überdecken kann, kann die Einlassöffnung und/oder Auslassöffnung näher an den optimalen Punkt verlagert werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform besitzt die Fase einen dreieckförmigen Querschnitt, so dass die Fase einen der Innenumfangsfläche zugewandten ersten Abschnitt und einen dem Boden oder dem Deckel zugewandten zweiten Abschnitt aufweist. Eine derartige Fase ist auf einfache Weise herstellbar.
Dabei ist die dem anliegenden Boden oder Deckel Abmessung des zweiten Abschnitts so bemessen, dass sie wenigstens so lang ist, wie die radiale Abmessung der Einlassöffnung und/oder der Auslassöffnung. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Einlassöffnung und/oder die Auslassöffnung weder ganz noch teilweise vom Rotor überdeckt wird.
Dabei kann sich die Fase über die gesamte Umfangskante erstrecken oder, wie bei einem alternativen Ausführungsbeispiel, erstreckt sich die Fase über einen Abschnitt der Umfangskante. Dieser Abschnitt erstreckt sich zwischen zwei radialen Ausmündungen einer oder mehrerer Nuten für die Aufnahme eines Flügels. Bei einer Einflügelpumpe weist der Rotor eine Nut und bei einer Mehrflügelpumpe entsprechend mehrere Nuten auf. Die Fase erstreckt sich immer zwischen zwei Ausmündungen. Selbst dann, wenn die einzige Nut nur zu einer Seite hin offen ist.
Um eine optimale Umlenkung der ein- bzw. ausströmenden Fluides zu erreichen, nimmt die Fase in Richtung der Ausmündung stetig ab. Die Fase wird also in Richtung der Ausmündung kleiner, so dass sie stetig in den Flügel übergeht.
Vorteilhaft ist die Umfangskante im unmittelbaren Anschluss an die Ausmündung der Nut ohne Fase ausgebildet. Die Fase endet also unmittelbar, bevor die Ausmündung der Nut beginnt. Der Übergang der Fase zum unmittelbaren Anschluss an die Ausmündung der Nut ist dabei vorteilhaft abgerundet.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung zwei besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in der Zeichnung dargestellten und in der Beschreibung sowie in den Ansprüchen erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
In der Zeichnung zeigen:
Figur 1 eine Explosionsdarstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Flügelzellenpumpe;
Figur 2 eine Draufsicht auf die Flügelzellenpumpe in Richtung des Pfeils II gemäß Figur 1;
Figur 3 einen Schnitt III – III gemäß Figur 2; und
Figur 4 eine vergrößerte Wiedergabe des Ausschnitt IV gemäß Figur 3.
In der Figur 1 ist mit dem Bezugszeichen 10 eine Flügelzellenpumpe bezeichnet, bei welcher das Pumpengehäuse 12 geöffnet dargestellt ist. Das Pumpengehäuse 12 besitzt einen Sauganschluss 14, der an einem Gehäusedeckel 16 vorgesehen ist und in einem Pumpeninnenraum 18 ausmündet. In diesem Pumpeninnenraum 18 befindet sich ein insgesamt mit 20 bezeichneter Rotor, in welchem eine Vielzahl von Flügeln 22 orthogonal zur Drehachse 24 verschieblich gelagert ist. Ein jeder Flügel 22 ist in einer Nut 26 radial verschieblich gelagert, wobei die Nuten 26 gleichmäßig über den Umfang am Rotor 20 vorgesehen sind. Der Pumpeninnenraum 18 beherbergt den Rotor 20 mit den Flügeln 22 wobei die Flügel 22 zwischen sich die Arbeitsräume definieren. In diese Arbeitsräume mündet der Sauganschluss 14 über eine Einlassöffnung ein, wobei das komprimierte Fluid über eine Auslassöffnung 30 ausgestoßen wird. Im Gehäuseboden 32 ist die Auslassöffnung nicht sichtbar.
Die Figur 3 zeigt einen Schnitt III gemäß Figur 2 wobei deutlich die Drehachse 24 und der daran befestigte Rotor 20 erkennbar sind. Außerdem ist noch ein Flügel 22 im Schnitt dargestellt, der an der Innenumfangswand 34 des Pumpeninnenraums 18 anliegt. Der Flügel 22 wird von zwei Positionsringen 36 in dieser Lage gehalten. Außerdem sind deutlich die Einlassöffnungen 28 und Auslassöffnungen 30 erkennbar, die im Gehäusedeckel 16 und im Gehäuseboden 32 vorgesehen sind. Dabei können die Einlassöffnung 28 und die Auslassöffnung 30, wie im dargestellten Ausführungsbeispiel realisiert, auch in einer Scheibe 37 vorgesehen sein, wodurch der Gehäusedeckel 16 einfacher herstellbar wird.
Der Rotor 20 weist an seinen beiden virtuellen Umfangskanten jeweils eine Fase 38 auf, die im Detail in Figur 4 dargestellt ist. Die Fase besitzt eine ersten Abschnitt 40, der sich parallel zur Drehachse 24 erstreckt, und einen zweiten Abschnitt 42, der sich parallel zum Gehäusedeckel 16 oder zum Gehäuseboden 32 erstreckt. Am Schnittpunkt der beiden Abschnitte 40 und 42 verläuft die virtuelle Umfangskante 44. Der Abschnitt 42 ist so bemessen, dass er am Rand der Einlassöffnung 28 endet. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Einlassöffnung 28 vom Rotor 20 nicht überdeckt wird. Das Fluid kann also durch die Einlassöffnung 28 hindurch und an der Fase 38 in den Arbeitsraum strömen. Entsprechend kann das Fluid ungehindert an der Fase 38 entlang zur Auslassöffnung 30 und durch diese hindurch aus dem Pumpeninnenraum 18 ausströmen.
Die Figur 1 zeigt eine Variante der Erfindung, bei der sich die Fase 38 bis an die Ausmündung 46 heranreicht. Bei einer nicht dargestellten Variante nimmt die Größe der Fase stetig ab und endet unmittelbar vor der Ausmündung, wodurch das Fluid sowohl beim einströmen als auch beim Ausströmen optimal umgelenkt wird.

Claims

Flügelzellenpumpe (10) mit wenigstens einem Flügel (22), einem Pumpengehäuse (12) mit Gehäuseboden (32) und Gehäusedeckel (16) und einem darin drehbar gelagerten Rotor (20), wobei der wenigstens eine Flügel (22) verschieblich in einer Nut (26) im Rotor (20) gelagert ist und wenigstens eine Flügelspitze aufweist, die aus der Außenumfangsfläche des Rotors (20) herausragt und an der Innenumfangswand (34) des Pumpengehäuses (12) anliegt, wobei der wenigstens eine Flügel (22) mit dem Gehäuseboden (32) und dem Gehäusedeckel (16) einen Arbeitsraum definiert, welcher eine im Gehäuseboden (32) und/oder im Gehäusedeckel (16) sich befindende, radial außen liegende Einlassöffnung (28) und Auslassöffnung (30) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (20) an der Umfangskante (44) mit einer Fase (38) versehen ist, die dem die Einlassöffnung (28) und/oder Auslassöffnung (30) aufweisenden Gehäuseboden (32) und/oder Gehäusedeckel (16) zugewandt ist.
Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fase (38) einen der Innenumfangswand (34) zugewandten ersten Abschnitt (40) und einen dem Boden (32) oder dem Deckel (16) zugewandten zweiten Abschnitt (42) aufweist.
Flügelzellenpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt (42) wenigstens so lang ist, wie die radiale Abmessung der Einlassöffnung (28) und/oder der Auslassöffnung (30).
Flügelzellenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fase (38) sich über die gesamte Umfangskante (44) erstreckt.
Flügelzellenpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fase (38) sich über einen Abschnitt der Umfangskante (4$) erstreckt.
Flügelzellenpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der die Fase (38) aufweisende Abschnitt der Umfangskante (44) sich zwischen zwei Ausmündungen (46) einer oder mehrerer Nuten (26) für die Aufnahme eines Flügels (22) erstreckt.
Flügelzellenpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fase (38) in Richtung der Ausmündung (46) stetig abnimmt.
Flügelzellenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangskante (44) im unmittelbaren Anschluss an die Ausmündung (46) der Nut (26) ohne Fase ausgebildet ist.
Flügelzellenpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang der Fase (38) zum unmittelbaren Anschluss an die Ausmündung (46) der Nut (26) abgerundet ist.