DE2157770A1 - Drehschieberpumpe - Google Patents

Description

Sperry Rand Corporation
Troy, Michigan 48084, USA

Die Erfindung betrifft eine Drehschieberpumpe mit einer Anordnung von Verbindungsdurchlässen und einem Noekenring, sowie einer Einrichtung zur Veränderung der Winkellage beider zueinander.

Die Drehschieberpumpe ist eine leistungsfähige, kompakte, zuverlässige und gering verschleißende Einrichtung, welche eine breite Anwendung in hydraulischen Leistungsanlagen und für andere Pumpzwecke findet; ähnliche Anordnungen werden auch als hydraulische Roationsmotoren verwendet. Für solche Einrichtungen verwendet man normalerweise einen Nockenring mit einer relativ zu der Rotorachse nicht kreisförmigen Kontur, und deshalb ist das Vorschieben der Schieber durch die Kontur des Nockenringes festgelegt. Man hat vorgeschlagen, solche Einrichtungen mit der Möglichkeit zur Verdrängungsveränderung herzustellen, und zwar durch eine Anordnung zur Einstellung der Phasenbeziehung zwischen dem Nockenring und den Umschaltdurchlässen der Einrichtung. Dies war bisher unzweckmäßig, da bei voller Verdrängung vernünftig arbeitende Umschaltdurchlässe bei mittleren Verdrängungseinstellungen bezüglich des eingeschlossenen Fluidums eine Erhöhung ernsthafter Probleme ergeben.Die zerstörerische

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Wirkung des Fluidum-Einschließens kann nur durch Verwendung von Ümschaltdurchlässen verhindert werden, welche einen ernsthaften Leistungsverlust bei der Einstellung voller Verdrängung mit sich bringen..

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Drehschieberpumpe oder einen Drehschiebermotor zu schaffen, bei welchen die Verdrängung durch Verschieben des Winkels zwischen dem Nockenring und den Umschaltdurchlässen verändert werden kann und welche einerseits die zerstörerische Wirkung des in dem Arbeitskreis eingeschlossenen Fluidums vermeidet und andererseits die Verwendung vernünftig arbeitender Umschaltdurchlässe ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Nockenring eine innere Struktur aufweist, entlang derer die Einlaßfläche des Nockenringes in zwei Stufen ansteigt und die Auslaßfläche in zwei Stufen abSLlt.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen?

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Pumpengehäuse, welches ein bevorzugtes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel darstelltj

Fig. 2 eine Schnittansicht bei 2-2 in Fig.1;

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Fig. 3 eine schematische Ansicht der Grundelemente der Pumpe, wobei die Teile in einer Nockenringeinstellung für eine mittlere Verdrängung dargestellt sind;

Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Ansicht, wobei die Teile in einer Einstellung für maximale Verdrängung dargestellt sind;

Fig. 5 eine der Fig. 3 entsprechende Ansicht, wobei die Teile in einer Einstellung für minimale Verdrängung dargestellt sind;

Fig. 6 ein Nocken-Konstruktionsdiagramm für einen typischen Nockenring;

Fig. 7 ein Pumpen-Verdrängungsdiagramm entsprechend des in Fig. 6 dargestellten Nocken-Konstruktionsdiagrams.

Indem zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung ausgewählten Ausführungsbeispiel ist eine Rotationspumpe, welche zum Pumpen von Treibstoff in ein Flugzeug geeignet ist, als eine Einheit aufgebaut, welche in ein stationäres Gehäuse mit Einlaß- und AuslaßZuführungen zum Zuführen und Abführen des Treibstoffes zur Pumpe hin und von ihr weg eingebaut werden kann, wobei ein solches Gehäuse keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet.

Die Einheit weist 5 Hauptteile auf, eine Grundplatte 10, eine erste Wandplatte 12, einen Abstand ring 14, eine zweite Wandplatte 16 und ein Kopfende 18. Diese Teile werden durch eine Reihe von Bolzen 20 zusammengehalten

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(Fig. 2). In den Wandplatten 12 und 16 sind Einlaßöffnungen 22 (Fig. 3) und in der Grundplatte 10 und dem Kopfende 18 sind Auslaßöffnungen 24 vorgesehen, um über am Kreisumfang angeordnete Durchgänge 26 mit Durchlaßöffnungen 28 (Fig. 3) in den Wandplatten 12 und 16 in Verbindung zu steiien.

In Hülsenlagern 30 ist eine Welle 32 mit einem Antriebskopf 34 an ihrem rechten Ende gelagert, mit welcher "bei 38 ein Rotor 36 kerb-verzahnt ist. Die VS-Ie 32 kann geeignete Durchlässe, die allgemein bei 35 angedeutet sind, für den Umlauf gepumpten Fluidums zum Schmieren und Kühlen der Lager 30 aufweisen. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, trägt der Rotor 36 eine Vielzahl, im vorliegenden Fall elf, radial in ihren jeweiligen Schlitzen verschiebbare Schieber 39. Am Umfang des Rotors 36 frei beweglich ist ein Nockenring 40 mit einer inneren Kontur eiförmigen Aufbaues, was später ausführlich beschrieben wird. Außen weist der Nockenring 40 eine Vielzahl von Ausnehmungen 42 auf, die im Abstand von jeweils 90° zwischen Stegen 44 angeordnet sind, welche im Kontakt mit den vier kreisförmigen Flächen 46 auf der Innenseite des Abstandsringes 14 oszillieren können. Zwischen den Flächen 46 ist eine Vielzahl von Widerlagern 48 vorgesehen, von denen jedes einen radial verschiebbaren Schieber 50 trägt, der mit der entsprechenden kreisförmigen Fläche 42 des Nockenringes 40 in Eingriff steht und durch hydraulischen Druck.,, der über entsprechende, nicht dargestellte Durchgänge übertragen wird, dagegengedrängt wird,

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Figuren 3» 4 und 5 stellen schematisch die mittlere, maximale und minimale Verdrängungseinstellung des Nockenringes relativ zu den Umschaltdurchlässen dar» In diesen Figuren ist die Kontur des Nockenringes lediglich in einer recht allgemeinen Weise gezeigt, welche durch graphische Darstellungen der Nockenerhebung und der Pumpenverdrängung, wie sie in Figuren 6 und 7 gezeigt sind, genauer erläutert werden kann. Um den Fluidum-Einschluß bei Einstellungen mittlerer und niederer Verdrängung minimal zu machen, erhält der Anstieg und der Abfall der Nockenkontur eine besondere Form. Aus Figur 6 ist zu ersehen, daß 'sowohl der Nockenanstieg entlang der Einlaßfläche als auch der Nockenabfall entlang der Auslaßfläche « in zwei Stufen vor sich geht. Diese sind jedoch bezüglich Einlaß und Auslaß nicht symmetrisch. Die erste Stufe der Einlaßkontur ist von der ersten Stufe der Auslaßkontur verschieden, nämlich was die Bogenausdehnung und den Gesamthub angeht, sowie den Betrag des Anstieges oder Abfalles. Gleicherweise geschieht der Gesamtanstieg entlang der Einlaßkontur nach einem kürzeren Bogenweg als er für den Gesamtabfall entlang der Auslaßkontur benötigt wird.

Solchermaßen typische Konturen führen zu Verdrängungskurven, wie sie in Fig. 7 dargestellt sind, welche die Verdrängungsraten entlang der Einlaß- und der

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Auslaßkonturen zeigen und auch die theoretisch resultierende Verdrängung der gesamten Pumpe bei verschiedenen Stellungen des einstellbaren Nockenringes 40. Man kann daraus sehen, daß zwischen der Form der Kurven für Einlaß und Auslaß ein großer Unterschied besteht. Dies führt zu einer beträchtlichen Verminderung der Menge des zwischen den Einlaß- und Auslaßöffnungen eingeschloßenen Fluidums, während sich die Form eines einzelnen Zwischenschieberraumes ändert, obwohl die Bogenweite des Steges zwischen jeder Einlaß- und Auslaßöffnung so beschaffen ist, daß ein direkter Nebenweg bei jeder Rotorstellung vermieden wird.

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Claims (6)

1. Patentansprüche

   \1./Drehschieberpumpe, mit einer Anordnung von Verbindungsdurchlässen und einem Nockenring, sowie einer Einrichtung zur Veränderung der Winkellage beider zueinander, dadurch gekennzeichnet, daß der Nockenring eine innere Kontur aufweist, entlang derer die Einlaßfläche des Nockenringes in zwei Stufen ansteigt und die Auslaßfläche in zwei Stufen abiSLlt.
2. 2. Pumpe nach Anspruch 1,

   dadurch gekennzeichnet, daß

   die Bogenlänge der ersten Stufe der Einlaßfläche von

   der Bogenlänge der ersten Stufe der Auslaßfläche verschieden ist.
3. 3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2,

   dadurch- gekennzeichnet, daß der Gesamtanstieg der ersten Stufe der Einlaßfläche vom Gesamtabfall der ersten Stufe der Auslaßfläche verschieden ist.
4. 4. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zunahmerate der ersten Stufe der Einlaßfläche von der Abnahmerate der ersten Stufe der Auslaßfläche verschieden ist.

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5. 5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtbogenlängen von Einlaß- und Auslaßfläche verschieden sind.
6. 6. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Nockenring relativ zur Pumpe verschiebbar ist und eine Einrichtung zum Zuführen eines Fluidumdruckes in Umfangsrichtung vorgesehen ist, um den Nockenring zu verschieben.

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