DE2261873A1

DE2261873A1 - VANE CELL MOTOR

Info

Publication number: DE2261873A1
Application number: DE19722261873
Authority: DE
Inventors: Reiner Hovorka
Original assignee: Langen and Co
Current assignee: Langen and Co
Priority date: 1972-12-18
Filing date: 1972-12-18
Publication date: 1974-06-27

Description

Gegenstand: Flügelzellenmotor Die Frfindunq bezieht sich auf einen Flügelzellenmotor mit einem in einem durch einen Stator und seitliche Stirnplatten gebildeten Hohlraum umlaufenden Rotor, der mit radial gerichteten Schlitzen versehen ist, in denen Flügel anqeordnet sind, welche auf ihren Innenseiten druckbeaufschlagt sind und mit ihren Außenseiten an einer Führungsbahn des Stators entlanq qleiten, wobei die Ffihrunqsbahn so geformt ist, daß sich mind. eine mit einem Zulauf verbundene Druckzone ergibt, in welcher mind. stellenweise eine Auswärtsbewegung der Flügel erfolgt, während in einer von der Druckzone durch einen Steg oder eine durch zwei Flügel gebildete ?ell dicht cTetrennten Auslaßzone mind. stellenweise eine Einwärtsbewequnq erfolgt, wobei der Druck auf die Innenseiten der Flügel im Druckbereich größer ist als der Druck auf die Oberseiüen.Subject: Vane motor The Frfindunq relates to a Vane motor with one in one through a stator and side end plates formed cavity rotating rotor, which is provided with radially directed slots is, in which wings are arranged which are pressurized on their insides and their outer sides slide along a guide track of the stator, the guide track being shaped in such a way that at least one is connected to an inlet Pressure zone results in which at least in places an outward movement of the wings takes place while in one of the pressure zone by a web or one by two Wing formed? Ell, tightly separated outlet zone at least in places an inward movement takes place, whereby the pressure on the inside of the wings in the pressure area is greater than the pressure on the upper side.

Es ist bekannt, daß man bei Flügelzellenmotoren Vorkehrunqen treffen muP, um einen dauernden Kontakt zwischen Führungsbahn und Außenseiten der Flügel hervorzurufen. Im Gegensatz zu fremd angetriebenen Fljlgelzellenpumpen, bei denen meist die Fliehkraft diesen Kontakt bei sich aufhebenden Druckkräften bewirkt, müssen bei einem Flügelzellenmotor andere Kräfte vorqesehen werden. Fine relativ einfache Methode hesteht darin, den Hauptstrom zum Motor durch ein Drosselventil strömen zu lassen und vor dem Drotsselventil eine Abzweigung zur Beaufschlagung der Innenseiten der Flügel anzuschließen. Man erreicht dadurch, daß der Druck auf den Tnnenseiten größer ist als jener auf den Außenseiten, so daß sich eine resultierende,a@swärtsgerichtete @raft ergibt, welche eine Auswärtsbewegung der Flügel sowie einen dauernden Kontakt bewirkt. @achteilig an dieser Anordnung ist, daß sich bei Drosselventilen bei ansteigendem Durchflußstrom ein progressiv ansteigender Druckabfall ergibt, welcher entsprechende Kräfte auf die Flügel bewirkt. Wie aus Versuchen ermittelt werden konnte und wie auch aus Konstruktionen mit mechanischer Anpressung bekannt ist, genügen aber relativ kleine Kräfte von im wesentlichen konstanter Größe, um ein Anlaufen ei@es Flügelzellenmotors zu gewährleisten. Der rund lle(t darin, daß die druckabhängigen Reibungen größer als die geschwindi@keitsabhängi@en @eibungen sind. Da hohe Drileke auch bei geringen Drehzahlen auftreten können, miissen die auf die Flügel wirkenden Kräfte auf diesen Finsatztall ausgelegt se@n. Steigt bei gleichem Druck die Drehzahl an, würde bei Verwendung eines Drosselventils die Anpressung der Flügel viel stärker werden als notwendig ist. Die Folnen wären ein verschlechteter @irkungsgrad und ein erhöhter Verschleiß.It is known that precautions are taken with vane motors MuP to ensure permanent contact between the guideway and the outside of the wing to evoke. In contrast to externally driven vial pumps, where mostly the centrifugal force causes this contact with canceling compressive forces In the case of a vane motor, different forces are used will. Fine The relatively simple method is to get the main flow to the engine through a throttle valve to flow and in front of the Drotssel valve a branch to act on to connect the insides of the wings. One achieves that the pressure on on the inside is larger than that on the outside, so that there is a resulting a @ inward-facing @raft results in an outward movement of the wings and permanent contact causes. The disadvantage of this arrangement is that in the case of throttle valves, with increasing Flow rate results in a progressively increasing pressure drop, which corresponding Forces on the wings. How could be determined from experiments and how is also known from constructions with mechanical pressure, but are relatively sufficient small forces of essentially constant magnitude to start a vane motor to ensure. The reason is that the pressure-dependent friction is greater than are the speed-dependent @ exercises. Because high drileke even with low Speeds can occur, the forces acting on the wings must act on them Finsatztall designed se @ n. If the speed increases with the same pressure, would at Using a throttle valve the pressure on the wings will be much stronger than that necessary is. The films would be a reduced efficiency and an increased Wear and tear.

Es ist daher Aufgabe der @rfindung, diese Nachteile zu vermeiden.It is therefore the task of the invention to avoid these disadvantages.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß- das Druckmittel vor dem rintritt in die Druckzone ein Druckgefälleventil durchströmt, wobe@ stronauf von diesem Druck@efälleventil eine VerLindung zu mindestens einem mit den Innenseiten der Flügel verbundenen Druckraum erfolgt. Dieser Druckraum kilnn aus einer die @nneren Enden der Schlitze anschneidenden Ringnut im Rotor bostehen.This object is achieved according to the invention in that the Pressure medium flows through a pressure gradient valve before entering the pressure zone, up from this pressure drop valve a connection to at least one with the inside of the wing connected pressure chamber takes place. This pressure space kilnn protrude from an annular groove in the rotor that cuts the inner ends of the slots.

Es ist aber auch möglich, den Druc@raum als eine mit den inneren Fnden der Schlitze kommunizierende Ringnut in einer der Stirnplaiton auszuführen.But it is also possible to use the pressure room as one with the inner fnd of the slots communicating annular groove in one of the front plaiton.

Eine weitere Verbesserung des Wirkungsgrades und der Lebensdauer ergibt sich, wenn der Druckraum innerhalb einer Stirnplatte aus einer oder mehreren Steuernuten besteht, welche den inneren Enden der sich jeweils in der @ruckzone @efindlichen Schlitzen zugeordnet sind, während eine oder tnehrere zusätzliche .Steuernuten uii inneren runden der sich in der Auslaßzone befindlichen Schlitze Kommunizierend zugeordnet sind und mit dem Auslaß bzw. der Rückleitung über ein weiteres Druckgefälleventil oder Druckbegrenzungsventil verbunden sind. Zweckmäßigerwei so sind die Steuernuten der Druckzonen etwas länger als die Steuernuten der Auslaßzone.A further improvement in efficiency and service life results if the pressure space within a faceplate consists of one or more control grooves consists, which are the inner ends of each in the @ruckzone @findlichen Slots are assigned, while one or more additional .Steuernuten uii inner round of the slots located in the outlet zone communicating assigned are and with the outlet or the return line via a further pressure gradient valve or pressure relief valve are connected. The control grooves are expediently like this the pressure zones somewhat longer than the control grooves of the outlet zone.

Die Erfindung macht sich die Tatsache zu Hutze, daß die Kennlinie eines Druckgefälleventils bei Vergrößeruncj des Durchflußstromes nur schwach @ inear ansteitlt, so da die auf die Flügel wirkenden Druckkräfte ebenfalls nur schwach ansteigen können. Durch Unterteilen der Steuernuten in zwei Bereiche wird die Belastung der Flügel im AuslaRbereich wesentlich qemildert, da nun anstelle des Hochdruckes nur noch ein relativ kleiner Druck auf die Flügel wirkt, solange der Ablauf nahezu drucklos erfolgt. Wenn allerdings im Ablauf geregelt wird, ergibt sich uber das Druckgefälleventil wieder ein Druck in der "richtiqen" Höhe. Der Strom durch das Druckgefälleventil wird jeweils durch die einwärtsbewegten, als kleine Kolben wirkenden Flügel erzeugt. Die hierbei auftretenden hydraulischen Verluste sind erfahrungsgemäß geringer als die vermiedenen Reibungsverluste.The invention makes the fact to scoop that the characteristic of a pressure gradient valve with an increase in the flow rate only weakly inear instigates, so that the pressure forces acting on the wings are also weak can increase. By dividing the control grooves into two areas the The load on the wings in the outlet area is significantly reduced, since now instead of the High pressure only a relatively small pressure acts on the wings as long as the Process takes place almost without pressure. However, if there is regulation in the process, it results A pressure at the "correct" level is achieved again via the pressure gradient valve. The current through the pressure gradient valve is moved by the inward, as small Piston-acting wing is generated. The resulting hydraulic losses Experience shows that they are lower than the friction losses avoided.

Anhand von in den Abbildunven mit @ilfe von Symbolen darqestellten Ausführungsbeispielen wird die Erfindung nSher erläutert.With the help of symbols shown in the illustrations Exemplary embodiments of the invention are explained below.

Figur 1 zeigt einen doppelt wirkenden Flügel zellenmotor mit einer im Rotor angebrachten einteiliqen Rinqnut.Figure 1 shows a double-acting vane motor with a vane One-piece ring nut mounted in the rotor.

Figur 2 zeiqt einen doppelt wirkenden Flügel zellenmotor mit in der Stirnplatte anqeordneten, unterteilten Steuernuten.Figure 2 shows a double-acting vane cell motor with in the Front plate arranged, subdivided control grooves.

Fine Welle treibt einen Rotor 2 an, welcher mit einer Vielzahl von seinem AuReren Umfang radial nach innen gerichteter Schlitze 3 versehen ist.Fine shaft drives a rotor 2, which is equipped with a large number of its outer circumference is provided with radially inwardly directed slots 3.

In den Schlitzen 3 sind Flügel 4 gleitbar angeordnet. Mit ihren Außenseiten 5 stehen die Flügel 4 in Kontakt mit einer Kurvenbahn 6, welche innerhalb eines nicht naher dargestellten Stators7einen Hohlraum umschließt. Die Kurvenbahn 6 ist so ausqeführt, daß sich in Verbindung mit dem zylindrischen Rotor 2 sichelförmige Räume ergeben. Innerhalb dieser Räume werden Druckzonen 8 und 9 sowie Auslaßzonen lo und 11 unterschieden. Von einer nicht näher dargestellten Druckquelle 12 gelangt Druckmittel über eine Leitung 13, ein Druckgefälleventil 14 sowie Leitungen 15 und 16 zu den Druckzonen 8 und 9. Der Ablauf des Druckmittels aus den Auslaßzonen lo und 11 erfolgt über Leitunqn 17 und 1R in einen Vorratshehälter 19 zurück.In the slots 3 wings 4 are slidably arranged. With their outsides 5 are the wings 4 in contact with a curved path 6, which within a Stator 7, not shown in more detail, encloses a cavity. The curved path 6 is so executed that in connection with the cylindrical rotor 2 sickle-shaped Result in spaces. Within these spaces become pressure zones 8 and 9 as well as outlet zones lo and 11 are distinguished. From a pressure source not shown in detail Pressure medium reaches 12 via a line 13, a pressure gradient valve 14 and lines 15 and 16 to the pressure zones 8 and 9. The discharge of the pressure medium from the outlet zones Lo and 11 are returned to a storage container 19 via lines 17 and 1R.

Stromauf vom Druckgefälleventil 14 zweigt von der Leitung 13 eine Verbindung 20 ab, welche in einer Ringnut 21 mündet. Die Rinqnut 21 befindet sich im Rotor 2 und ist konzentrisch zur Welle 1 derart angeordnet, daß sie die inneren Enden 22 er Schlitze 3 anschneidet. In der Praxis wÜrde die Mündung der Verbindung 20 natürlich in einer der nicht dargestellten Stirnplatten liegen. Es ist ersichtlich, daß der Druck in der Ringnut 21 immer um den am Druckgefälleventil 14 einqestellten Wert großer ist als der Druck in den Druck zonen 8 und 9. Auf die Flügel A wirkt also zumindest eine l'raftr welche sich aus diesem Druckgefälle und der wirksamen Ouerschnittsfläche des Flügels 4 ergibt. Ein Anlaufen des Flü.gelzellenmotors ist auch bei sehr geringen Durchflußströmen gewährleistet, da vor dem öffnen des Druckaefälleventils 14 zunächst Druckmittel über die Verbindung 20 in die Ringnut 21 strömen wird und dort eine Auswärtsbewequnq evtl. zu weit innen befindlicher Flügel bewirkt. Frst dann wird das Druckgefälleventil 14 öffnen und den Durchfluß freigeben.Upstream of the pressure gradient valve 14 branches off from the line 13 a Connection 20, which opens into an annular groove 21. The Rinqnut 21 is located in the rotor 2 and is arranged concentrically to the shaft 1 so that they are the inner Ends 22 he cuts slots 3. In practice, the mouth of the connection would 20 are of course in one of the end plates, not shown. It can be seen that the pressure in the annular groove 21 is always set by the pressure gradient valve 14 The value is greater than the pressure in pressure zones 8 and 9. The wing A acts so at least one force which results from this pressure gradient and the effective one Ouschnittsfläche the wing 4 results. The vane cell motor starts up guaranteed even with very low flow rates, since before the pressure drop valve is opened 14 first pressure medium will flow through the connection 20 into the annular groove 21 and there an outward movement possibly caused too far inside wing. Frst then the pressure differential valve 14 will open and allow flow.

Gemaß Figur 2 treibt die Welle 1 einen Rotor 23 an, in dem ebenfalls eine Vielzahl von radial gerichteten Schlitzen 3 mit darin gleitenden Flegeln 4 anneordnet ist. Dieser Rotor 23 lAuft in einem Stator 6 um, welcher ebenso aufgebaut ist wie jener von Figur 1. In entsprechender Weise ergeben sich wieder Druckzonen 8 und 9 sowie Auslaßzonen 10 und 11. Die Zufuhrung des Druckmittels in die Druck zonen 8 und 9 erfolgt in bekannter Wtise von einer Druckquelle 12, einer Leitung 13, ein Druckgefälleventil 14 sowie Leitungen 15 und 16. Unterschiede gegenüber der Ausfahrung nach Figur 1 ergeben sich dadurch, daß, wie gestrichelt angedeutet ist, sich in einer der Stirnplatten Steuernuten 24 und 25 befinden, welche die Innenseiten 22 jener Schlitze 3 anschneiden, welche den Druckzonen 8 und 9 zugeordnet sind. In die Steuernuten 24 und 25 munden von der Leitung 13 ausgehende Verbindungen 26 und 27. von den Steuernuten 24 und 25 durch kleine Stege getrennt, befinden sich in der Stirnplatte weitere Steuernuten 28 und 29, welche miteinander kommunizieren und welche mit den inneren Enden jener Schlitze in Verbindung treten, welche den Auslaßzonen 1O und 11 zugeordnet sind. Von der Steuernut 29 geht eine Leitung 30 aus, welche in eine aus der Vereinigung der Leitungen 17 und 18 entstandenen Ablaufleitung 31 endet und in welche ein Druckgefälleventil 32 eingebaut ist.According to Figure 2, the shaft 1 drives a rotor 23, in which also a plurality of radially directed slots 3 with flails 4 sliding therein is arranged. This rotor 23 rotates in a stator 6, which is constructed in the same way is like that of FIG. 1. Pressure zones are again produced in a corresponding manner 8 and 9 and outlet zones 10 and 11. The supply of the pressure medium to the pressure zones 8 and 9 takes place in a known manner from a pressure source 12, a line 13, a pressure drop valve 14 and lines 15 and 16. Differences in comparison the experience according to Figure 1 result from the fact that, as indicated by dashed lines is, located in one of the end plates control grooves 24 and 25, which are the inner sides Cut 22 of those slots 3 which are assigned to the pressure zones 8 and 9. Connections 26 emanating from line 13 open into control grooves 24 and 25 and 27. are separated from the control grooves 24 and 25 by small webs in the face plate further control grooves 28 and 29 which communicate with one another and which communicate with the inner ends of those slots which the Outlet zones 1O and 11 are assigned. A line 30 goes from the control groove 29 from which into a drainage line created by the union of the lines 17 and 18 31 ends and in which a pressure gradient valve 32 is installed.

Man erkennt, daß die in Figur 1 beschriebene Wirkungsweise nunmehr nur noch ir den Bereich der Steuernuten 24 und 25 gilt. Wenn wir die Voraussetzung machen, daß der Druck in der Ablaufleitung 31 sehr niedrig sei, ergibt sich auch in den Auslaßzonen 10 und 11 ein niedriger Druck. Es genügt also, wenn in diesem Bereich die Flügel auf ihren Innenseiten mit nur einem geringfügig höheren Druck beaufschlagt werden. Dieser geringfügig hdhere Druck wird mit Hilfe des Druckgefälleventils 32 erzeugt. Dabei wird die Tatsache ausgenutzt, daß sich die Flügel 4 innerhalb der Auslaßzonen 10 und 11 sind. in einem gewissen Bereich nach innen bewegen und dadurch mit ihren Innenseiten eine Pumpbewegung ausführen. Infolge dieser Pumpbewegung wird Druckmittel aus den Steuernuten 28 und 29 verdrängt und strömt über das Druckgefälleventil 32. Wenn nun in der Ablaufleitung 31 durch irgendeinen Regelvorgang oder dergleichen Staudrücke entstehen sollten, wird sich auch der -Durchflußwiderstand des Druckgefälleventils erhöhen, so daß im Endeffekt der Druck in den Steuernuten 28 und 29 wiederum um den eine stellten Betrag höher ist als der Druck in der Ablaufleitung 31. Wenn gewährleistet. ist, daß der Abfluß immer drucklos erfolgt, genügt es, anstelle des Druckgefälleventils 32 ein Druckbegrenzungsventil einzubauen, welches entweder mit der Ablaufleitung 31 oder direkt mit einem Vorratsbehälter verbunden sein kann.It can be seen that the mode of operation described in FIG. 1 is now only applies to the area of the control grooves 24 and 25. If we have the requirement make that the pressure in the drain line 31 is very high be low there is also a low pressure in the outlet zones 10 and 11. So it is enough if in this area the wings on their insides with only one slightly higher pressure can be applied. This slightly higher pressure will help with of the pressure gradient valve 32 is generated. This takes advantage of the fact that the blades 4 are within the outlet zones 10 and 11. in a certain area move inwards and thereby perform a pumping movement with their insides. As a result of this pumping movement, pressure medium is displaced from the control grooves 28 and 29 and flows through the pressure gradient valve 32. If now in the drain line 31 through any regulating process or similar dynamic pressures should arise also increase the flow resistance of the pressure gradient valve, so that in the end the pressure in the control grooves 28 and 29, in turn, is higher by the amount set is than the pressure in the drain line 31. If guaranteed. is that the drain always takes place without pressure, it is sufficient to use a pressure relief valve instead of the pressure gradient valve 32 to be installed, which either with the drain line 31 or directly with a storage container can be connected.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie kann insbesondere auch für einfach wirkende Flügelzellenmotoren-oder aber auch für mehrfach wirkende angewendet werden.The invention is not limited to the illustrated embodiments limited. In particular, it can also be used for single-acting vane motors or but can also be used for multiple acting.

Es ist dabei dem Konstrukteur freigestellt, das Druckgefälleventil bzw. die Druckgefälleventile außerhalb des Flügelzellenmotors anzuordnen oder aber eine integrierte Bauweise innerhalb des Flügelzellenmotors zu wählen.It is up to the designer to use the pressure drop valve or to arrange the pressure gradient valves outside of the vane motor or else to choose an integrated design within the vane motor.

Claims

Claims:

1. Vane motor with one in one through a stator and lateral End plates formed cavity revolving rotor, which with radially directed slots is provided, in which wings are arranged, which pressurized on their insides and slide with their outer sides along a guide track of the stator, whereby the guideway is shaped so that at least

results in a pressure zone connected to an inlet, in which at least in places there is an outward movement of the wings, while in one of the Dense pressure zone by a web or by a cell formed by two wings separate outlet zone at least in places an inward movement takes place, whereby the Pressure on the insides of the wings in the pressure area is greater than the pressure on the upper sides, characterized in that the pressure medium before entering the pressure zone (8,9) flows through a pressure gradient valve (14), upstream of this Pressure drop valve (.14) a connection (20,26,27) to at least one with the Inner sides of the blades (4) connected pressure chamber, annular groove 21, control grooves 24, 25) he follows.

2. Vane motor according to claim 1, characterized in that the pressure chamber consists of an annular groove which intersects the inner ends (22) of the slots (3) (21) in the rotor (2).

3. Vane motor according to claim 1, characterized in that the pressure space as one communicating with the inner ends (22) of the slots (3) Annular groove is carried out in one of the front battens.

4. Vane motor according to claim @, characterized in that the pressure space within an end plate consists of one or more control grooves (24, 25), which is the inner ends (22) of each in the pressure zone (8,9) located slots are assigned, while one or more additional control grooves (28,29) the inner ends (22) of the slots located in the outlet zone (10,11) Are assigned communicating and with the outlet or the return line (31) over another pressure gradient valve (32) or pressure relief valve are connected.

5. Vane motor according to claim 4, characterized in that the control grooves (24, 25) assigned to the pressure zones (8, §) are longer than the ones Control grooves (28, 29) assigned to discharge zones (10, 11).

6. Vane motor according to claim 4 or 5, characterized in that dan the pressure drop valve assigned to the control grooves (28, 29) of the outlet zones (10, 11) (32) causes a pressure gradient which is not higher than the pressure gradient, which by the control grooves (24,25) of the pressure zones (8,9) assigned pressure drop valve (14) is caused L e r s e i t e