CN100587271C - 旋转泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于为消耗器产生压力介质流的旋转泵(1)，包括一个泵壳体(2)，在泵壳体中安装一个曲面环(3)；一个转子(4)，所述转子在一驱动轴(5)上可旋转地支承于曲面环(3)中；以及一压力介质加载的调节装置(11)，用以改变曲面环(3)相对于转子(4)的偏心度，该调节装置包括第一压力腔(12)和第二压力腔(15)，其中第一及第二压力腔(12，15)中的压力由一流量调节阀(16)控制，该流量调节阀的低压腔(17)在一流量孔板(19)的下游侧连接于一由压力孔(10)引出的第一控制管道(18)。第一控制管道(18)，沿转子(4)的旋转方向观察，在压力孔(10)的起始端(20)上经由初级接口(21)通入压力孔(10)，使得压力介质的一切向冲量导向流量孔板(19)，并且一第二控制管道(22)经由一次级接口(23)通入压力孔(10)，使得压力介质的一切向冲量和一径向冲量被导向流量调节阀(16)的一高压腔(24)。

Description

旋转泵
技术领域
本发明涉及一种旋转泵用于为消耗器产生一压力介质流。
背景技术
已知用于为消耗器产生一压力介质流的旋转泵(DE 199 42 466A1)，该旋转泵的输送容量或行程构成为可调的。这种旋转泵具有一曲面环或凸轮环，其装入一泵壳体中并且在该泵壳体中可移动或可偏转地支承。在曲面环中装入一转子，该转子由驱动轴驱动并且支承相互具有切向间距的各排挤元件，它们沿着曲面环的内表面滑动地或滚动地运动。转子连同各排挤元件可偏心于曲面环设置，从而在各排挤元件与曲面环内表面之间形成具有增大的和缩小的容积的泵腔。一用于向一泵腔输送流体的抽吸孔对置于一压力孔设置，该压力孔用于从另一泵腔排出一处于压力下的流体容积。
曲面环设置在泵壳体的一凹槽中并且在其中紧密地、但可滑动或可偏转地贴紧大致对置的各壁部分。在曲面环的外侧与泵壳体的凹槽的壁之间构成一第一压力腔和一大致对置该第一压力腔的第二压力腔，它们彼此在流体上分离。各压力腔是一用于曲面环的、压力介质加载的调节装置的组成部分。
一流量调节阀通过供给或排出压力介质控制各压力腔中的压力。流量调节阀的一低压腔在一流量孔板的下游侧连接于一由压力孔引出的第一控制管道。一利用弹簧在低压腔内加载的阀柱塞以已知的方式控制第一和第二压力腔的压力介质加载。
已知具有流量孔板的旋转泵，流量孔板附加根据曲面环在泵壳体中的位置直接或间接地由曲面环控制并改变其孔板横截面。
已知的用于旋转泵的调节系统是麻烦的并且在其调节性能上不是优化的，从而这些旋转泵可能具有提高的损耗功率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种旋转泵，可以按一简单的方式调节其行程并使其损耗功率减至最小。
利用本发明的旋转泵达到该目的。本发明的用于为消耗器产生压力介质流的旋转泵包括一个泵壳体，在该泵壳体中安装一个曲面环；一个转子，所述转子在一驱动轴上可旋转地支承于曲面环中，其中转子支承相互处于切向间距的各排挤元件，所述排挤元件在转子与曲面环之间形成一具有抽吸孔的泵腔和一具有压力孔的泵腔；以及包括一压力介质加载的调节装置，用以改变曲面环相对于转子的偏心度，该调节装置包括在曲面环的外侧与泵壳体的一壁之间的第一压力腔，同时第一压力腔与一个位于曲面环的外侧与壁之间的第二压力腔在流体上分离并保持切向间距，其中第一及第二压力腔中的压力由一流量调节阀控制，该流量调节阀的低压腔在一流量孔板的下游侧连接于一由压力孔引出的第一控制管道；其特征在于，第一控制管道，沿转子的旋转方向观察，在压力孔的起始端上经由初级接口通入压力孔，使得压力介质的一切向冲量被导向流量孔板，并且一第二控制管道经由一次级接口通入压力孔，使得压力介质的一切向冲量和一径向冲量被导向流量调节阀的一高压腔。
为了移动流量调节阀的阀柱塞，使用在流量孔板上的压差和压力介质或流体在旋转泵的压力孔中的冲量。为此第一控制管道，其同时是旋转泵的压力管道，通入一初级接口，其沿朝转子的旋转方向看设置在压力孔的起始端上，并且沿转子或曲面环的切向方向分出一压力介质冲量、即一切向冲量并且将其导向流量孔板。
一第二控制管道在一次级接口中通入压力孔中，使得一切向冲量和一沿转子、曲面环或压力孔的径向方向定向的压力介质冲量，即一径向冲量，导向流量调节阀的高压腔。
旋转泵的调节性能同时是这样的，即在转子渐升的转速时产生一渐降的流量调节特性曲线，其匹配于消耗器的设计功率，从而形成一减至最小的旋转泵的损耗功率。一渐降的流量调节特性曲线指的是在转子渐升的转速时旋转泵的输送容量的减少。
已令人意想不到地证明，旋转泵的调节性能特别符合目的地这样达到，即通过将初级接口设置在压力孔的径向内部的侧面上。特别有利的是，初级接口相对于压力孔的切向延伸，沿朝转子的旋转方向看，大致设置在压力孔的第一个三分之一中。
为了达到旋转泵的准确的没有滞后的调节性能，还有利的是，第二控制管道的次级接口相对于压力孔的切向延伸，沿着转子的旋转方向观察，设置在压力孔的末端。
由于按照本发明的液压的线路，不必要将流量孔板的横截面构成可变的和由曲面环或由第一和第二压力腔中的压力控制的。流量孔板横截面可以保持固定不变的，这简化旋转泵的结构。
初级接口和次级接口以及第一和第二控制管道的横截面可以保持较小，因为在其中包括压力介质的相应的冲量。
在转子渐升的转速时第二控制管道中的压力介质的冲量大于第一控制管道和流量调节阀的低压腔中的压力介质的冲量，从而推动流量调节阀的阀柱塞，使得由于在第一和第二压力腔中改变的增压比，减小了曲面环在泵壳体中的偏心度。旋转泵的行程减小并且流量调节特性曲线降低，使得旋转泵的损耗功率减至最小。因此可以将该旋转泵构成为无需一单独的冷却装置。
旋转泵在一特别优选的实施例中构成为具有多个叶片作为排挤元件的叶片泵并且其第一和第二控制管道优选在其泵壳体内延伸。旋转泵特别适用于车辆的一助力转向或外力转向系统的促动器或一车辆的主动的底盘的促动器的压力介质供应，因为其设计功率和造价是最小的。
附图说明
以下借助附图示出一个实施例。
图1示出一按照本发明的旋转泵的示意横剖面图。
具体实施方式
图1中示出一构成为叶片泵30的旋转泵1的示意横剖面图，其向一流量调节阀16的一压力介质出口31提供一压力介质流。叶片泵具有一可变的行程并且特别适合用作为汽车的外力或助力转向装置中的输送机组。叶片泵30基本上包括一泵壳体2，在其中在一凹槽中可移动或可偏转地设置一曲面环3，该凹槽通过其壁14示意。偏心于曲面环3在其中设置一转子4，该转子支承多个作为排挤元件6的、可径向移动的叶片32。转子4由一驱动轴5驱动。各叶片32由液压压力贴靠曲面环3的内轮廓并在曲面环3上滑动。
在各叶片32之间形成不同容积的泵腔7、9。其中由一抽吸孔8或一抽吸肾将压力介质从一具有大容积的泵腔7向一具有小容积的泵腔9压缩并经由一压力孔10或压力肾排出。
为了改变转子4的偏心度并从而改变旋转泵1的输送量，设置一压力介质加载的调节装置11。调节装置11基本上包括一第一压力腔12和一第二压力腔15，所述第一压力腔位于曲面环3的外侧13与泵壳体2中的凹槽的壁14之间，所述第二压力腔大致径向于驱动轴5相对于第一压力腔12处在曲面环3的外侧13与壁14之间。
流量调节阀16用于将压力介质的输送率调节到一要求的数值。流量调节阀16在所示实施例中构成有一作为压力秤工作的阀柱塞33，其将一高压腔24与一低压腔17分离并且可轴向移动地设置于泵壳体2的一孔中。低压腔17在一流量孔板19的下游与一由在压力孔10中的初级接口21出发的第一控制管道18流体连通。控制管道18同时是旋转泵1的增压管道。一第二控制管道22在压力孔10上或其中通向一个次级接口23并且将次级接口23与流量调节阀16的高压腔24流体连通。阀柱塞33通过低压腔17中的一弹簧34向高压腔24的方向弹簧加载。
沿着转子4的旋转方向观察，初级接口21在起始端20上特别是压力孔10的切向延伸26的第一个三分之一内并且在压力孔10的径向内部的侧面25上通入。初级接口21的通入方向相对于构成为压力肾29的压力孔10中的压力介质流量是这样的，使得压力介质沿转子4的切向方向的一冲量即切向冲量可以被导向第一控制管道18。
第二控制管道22的通入方向在次级接口23上是这样的，使得将压力介质的切向和径向冲量导向第二控制管道22。次级接口23，如图1中所示，相对于压力孔10的切向延伸26，沿着转子4的旋转方向观察，在压力孔10的末端设置在径向外侧面28上。
在转子4渐升的转速时第二控制管道22中的压力介质的冲量相对于第一控制管道18中的冲量更大地上升，从而流量调节阀16的高压腔24中的压力大于低压腔17和弹簧34中的压力。同时阀柱塞33克服构成为压簧的弹簧34的弹簧力运动并经由一第三和第四控制管道35、36对第一和第二压力腔12、15加载，从而曲面环逐渐地向右向减小转子4的偏心度和旋转泵1的行程的方向运动。

Claims (11)

1.用于为消耗器产生压力介质流的旋转泵，包括一个泵壳体(2)，在该泵壳体中安装一个曲面环(3)；一个转子(4)，所述转子在一驱动轴(5)上可旋转地支承于曲面环(3)中，其中转子(4)支承相互处于切向间距的各排挤元件(6)，所述排挤元件在转子(4)与曲面环(3)之间形成一具有抽吸孔(8)的泵腔(7)和一具有压力孔(10)的泵腔(9)；以及包括一压力介质加载的调节装置(11)，用以改变曲面环(3)相对于转子(4)的偏心度，该调节装置包括在曲面环(3)的外侧(13)与泵壳体(2)的一壁(14)之间的第一压力腔(12)，同时第一压力腔(12)与一个位于曲面环(3)的外侧(13)与壁(14)之间的第二压力腔(15)在流体上分离并保持切向间距，其中第一及第二压力腔(12，15)中的压力由一流量调节阀(16)控制，该流量调节阀的低压腔(17)在一流量孔板(19)的下游侧连接于一由压力孔(10)引出的第一控制管道(18)；其特征在于，第一控制管道(18)，沿转子(4)的旋转方向观察，在压力孔(10)的起始端(20)上经由初级接口(21)通入压力孔(10)，使得压力介质的一切向冲量被导向流量孔板(19)，并且一第二控制管道(22)经由一次级接口(23)通入压力孔(10)，使得压力介质的一切向冲量和一径向冲量被导向流量调节阀(16)的一高压腔(24)。
2.按照权利要求1所述的旋转泵，其特征在于，初级接口(21)设置在压力孔(10)的径向内部的侧面(25)上。
3.按照权利要求1或2所述的旋转泵，其特征在于，沿着转子(4)的旋转方向观察，初级接口(21)相对于压力孔(10)的切向延伸(26)位于压力孔(10)的第一个三分之一中。
4.按照权利要求1或2所述的旋转泵，其特征在于，沿着转子(4)的旋转方向观察，第二控制管道(22)的次级接口(23)相对于压力孔(10)的切向延伸(26)在压力孔(10)的末端(27)设置在压力孔(10)的径向外侧面(28)上。
5.按照权利要求1或2所述的旋转泵，其特征在于，流量孔板(19)具有一固定不变的孔横截面。
6.按照权利要求1或2所述的旋转泵，其特征在于，在转子(4)渐升的转速时第二控制管道(22)中的压力介质的冲量大于第一控制管道(18)和流量调节阀(16)的低压腔(17)中的压力介质的冲量。
7.按照权利要求6所述的旋转泵，其特征在于，在转子(4)渐升的转速时曲面环(3)在泵壳体(2)中的偏心度如此减小，使得旋转泵(1)的一流量调节特性曲线降低，从而使旋转泵(1)的损耗功率减至最小。
8.按照权利要求1或2所述的旋转泵，其特征在于，无需一单独的冷却装置地来冷却旋转泵(1)的压力介质流。
9.按照权利要求1或2所述的旋转泵，其特征在于，第一控制管道(18)和第二控制管道(22)在旋转泵(1)的泵壳体(2)中延伸。
10.按照权利要求1或2所述的旋转泵，其特征在于，旋转泵(1)是一叶片泵(30)。
11.按照权利要求1或2所述的旋转泵，其特征在于，旋转泵(1)用于车辆的一助力转向或外力转向系统或一主动的底盘的促动器的压力介质供应。
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