CN103003572A - 叶片泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有上叶轮泵和下叶轮泵的叶片泵，所述上叶轮泵配置给第一消耗器，所述下叶轮泵包括下叶片压力区域和下叶片抽吸区域，所述下叶片抽吸区域与上叶轮泵连接。本发明的特征在于，所述下叶片压力区域与所述下叶片抽吸区域分开并且被配置给第二消耗器。

Description

叶片泵
技术领域
本发明涉及一种具有上叶轮泵和下叶轮泵的叶片泵，所述上叶轮泵配置给第一消耗器，所述下叶轮泵包括下叶片压力区域和下叶片抽吸区域，所述下叶片抽吸区域与上叶轮泵连接。
背景技术
DE 19631846A1公开了这种类型的叶片泵，其包括至少两个分别具有抽吸区域和压力区域的泵区段。由德国公开资料DE 19514929A1公开了一种具有驱动马达的车辆装置，给所述驱动马达配置至少两个可通过唯一一个电动机驱动的辅助装置。
发明内容
本发明的任务是，这样地改变具有上叶轮泵和下叶轮泵的叶片泵，所述上叶轮泵配置给第一消耗器，所述下叶轮泵包括下叶片压力区域和下叶片抽吸区域，所述下叶片抽吸区域与上叶轮泵连接，使得利用所述叶片泵能够给不同的消耗器供应液压介质体积流，所述液压介质体积流大小不同和/或具有不同的压力。
所述任务在一种具有上叶轮泵和下叶轮泵——所述上叶轮泵配置给第一消耗器，所述下叶轮泵包括下叶片压力区域和下叶片抽吸区域，所述下叶片抽吸区域与上叶轮泵连接——的叶片泵中通过以下方式解决，即，使下叶片压力区域与下叶片抽吸区域分开并且配置给第二消耗器。根据本发明的一个重要的观点，将下叶片压力区域配置给所述第二消耗器。通过按照本发明划分下叶轮泵能够以简单的方式和方法利用所述叶片泵同时提供不同压力水平的不同体积流。
所述叶片泵的一个优选实施例的特征在于，下叶片抽吸区域和下叶片压力区域能够被加载不同的压力。由此可以的是，叶片泵可同时对于不同的消耗器提供不同的压力水平。下叶片抽吸区域和下叶片压力区域也可被称为下叶片区域。
所述叶片泵的另一优选实施例的特征在于，所述下叶片抽吸区域包括至少一个下叶片槽区段，所述下叶片槽区段通过所述上叶轮泵的压力区域被配置给所述第一消耗器。在上叶轮泵的该压力区域中，液压介质被加载压力并且被以液压介质体积流的形式输送至第一消耗器。通过下叶片抽吸区域的下叶片槽区段与上叶轮泵的压力区域之间的连接将所述下叶片槽区段置于与所述第一消耗器相同的压力水平上。
所述叶片泵的另一优选实施例的特征在于，所述下叶片抽吸区域的下叶片槽区段相对于所述上叶轮泵的抽吸区域在径向内部并且在圆周方向上重叠地布置。通过该布置方式以及与上叶轮泵的所述压力区域的连接确保的是，叶片泵的叶片可靠地移出，从而使得所述叶片在径向外部靠置在所述叶片泵的外轮廓上。
所述叶片泵的另一优选实施例的特征在于，所述下叶片压力区域包括至少一个下叶片槽区段，所述下叶片槽区段配置给所述第二消耗器。所述下叶片压力区域的下叶片槽区段优选直接地、例如通过相应的液压管路或相应的液压通道与第二消耗器连接。下叶片压力区域在所述叶片泵运行时通过液压介质的携动从下叶片抽吸区域中供应液压介质。
所述叶片泵的另一优选实施例的特征在于，所述下叶片压力区域的下叶片槽区段相对于所述上叶轮泵的压力区域在径向内部并且在圆周方向上重叠地布置。在上叶轮泵的该压力区域中，叶片在所述叶片泵运行时径向朝内运动，由此使得下叶片压力区域的下叶片槽区段中的液压介质通过移入的叶片被加载压力。所述压力区域中的叶片的移入可通过所述叶片泵的行程轮廓引起。
所述叶片泵的另一优选实施例的特征在于，所述下叶片抽吸区域和所述下叶片压力区域分别包括两个以处于直径相反端上的方式布置的下叶片槽区段。所述下叶片抽吸区域的下叶片槽区段相对于叶片泵的两个抽吸区域中的每一个优选分别在径向内部并且在圆周方向上重叠地布置。类似地，所述下叶片压力区域的下叶片槽区段相对于叶片泵的两个压力区域中的每一个优选分别在径向内部并且在圆周方向上重叠地布置。
所述叶片泵的另一优选实施例的特征在于，所述下叶片抽吸区域和所述下叶片压力区域通过密封装置彼此分开。所述密封装置防止两个下叶片区域之间的不期望的压力补偿。
所述叶片泵的另一优选实施例的特征在于，所述密封装置在俯视图中基本上具有8字形状，所述下叶片抽吸区域布置在该密封装置外部并且所述下叶片压力区域布置在该密封装置内部。在此，所述8字与常规的书写方式不同地在其中间这样构成，使得留下一个间距，所述间距实现所述下叶片压力区域的两个下叶片槽区段之间的连接。
所述叶片泵的另一优选实施例的特征在于，所述第二消耗器包括液压储存器。所述液压储存器优选用于储存液压介质，所述液压介质例如在机动车的变速器中对于换挡过程是必要的。所需的液压压力例如为约20bar。与此相应地，第一消耗器需要小得多的压力，例如3bar。
所述叶片泵的另一优选实施例的特征在于，在所述第二消耗器与配置给该第二消耗器的下叶片压力区域之间设有止回阀。所述止回阀防止液压介质不期望地回流。此外，所述止回阀允许所述配置给第二消耗器的下叶片压力区域的与需求相关的关断。
所述叶片泵的另一优选实施例的特征在于，所述下叶片压力区域能够通过一转换阀装置与所述下叶片抽吸区域连接。转换阀装置用于关断下叶片压力区域。由此可降低驱动所述叶片泵所需的功率。为了不连续地加载对液压储存器进行添加，所述下叶片压力区域可借助于所述转换阀装置根据需求被接通。
所述叶片泵的另一优选实施例的特征在于，所述下叶片压力区域能够通过一转换阀装置与所述第一消耗器连接。如果所述叶片泵是被电动驱动的并且具有比直接由内燃发动机驱动的泵高的启动转速，则该实施例是特别有利的。
所述叶片泵的另一优选实施例的特征在于，所述转换阀装置能够被电磁地或液压地操纵。通过以电磁的方式操纵转换阀装置，下叶片压力区域例如总是当液压储存器中的压力高压期望的最低压力时与所述下叶片抽吸区域或与所述第一消耗器连接。在此，液压储存器中的压力例如借助于压力传感器检测。在以液压方式操纵转换阀装置时，液压储存器中的压力可被直接用来进行传感测量。
所述叶片泵的另一优选实施例的特征在于，在所述下叶片抽吸区域或所述上叶轮泵的压力区域与配置给所述区域的消耗器之间连接一附加的阀装置。所述阀装置可构造为转换阀或构造为止回阀。所述附加的阀装置优选用于在所述叶片泵的停机状态中使上叶轮泵的压力出口与所述第一消耗器分开。
所述叶片泵的另一优选实施例的特征在于，所述下叶片压力区域中的运行压力大于所述下叶片抽吸区域中的运行压力。由此确保所述压力区域中和所述上叶轮泵的分隔区域中的叶片总是靠置在行程轮廓上。
所述叶片泵的另一优选实施例的特征在于，在所述下叶片区域之间或在所述下叶片压力区域与第一消耗器之间连接一液压阻抗。所述液压阻抗例如构造为液压瓶颈部或构造为节流装置。
附图说明
从下述说明中可得出本发明的另外的优点、特征和细节，在所述说明中在参照附图的情况下详细描述各个实施例。
图1以大大简化的视图示出本发明的叶片泵，
图2是本发明的叶片泵的一个实施例，其给两个不同的消耗器供应不同的液压介质体积流，所述不同的液压介质体积流具有不同的压力，
图3是图2中的叶片泵的压力板的俯视图，
图4是图3中的压力板的仰视图，
图5是类似于图2的实施例，在不同的下叶片区域之间具有可能的连接，
图6是类似于图2的实施例，在不同的下叶片区域之一与不是配置给该下叶片的消耗器之间具有可能的连接，
图7是图6中的转换阀的一个变型方案，
图8是类似于图5的实施例，具有另外的转换阀，
图9是类似于图1的视图，具有集成到叶片泵中的阀，
图10是类似于图6的实施例，具有附加的转换阀装置，
图11是类似于图10的实施例，具有止回阀。
具体实施方式
在图1中以非常简化的示意图示出一个叶片泵1。该叶片泵1的结构和功能例如在德国公开资料DE 19631846A1有所描述。
为了例如在液压变速器控制装置中同时满足两个不同压力水平上的不同体积流的液压需求，可采用可转换的双行程叶片泵。在此，将由于双行程导致的两个泵流彼此分开地从泵中输送出并且供应给不同的消耗器。
也可以使用两个或更多单独的泵，以便给不同的消耗器供应不同的体积流和/或压力。在德国公开资料DE 19514929A中建议，通过唯一的电机来驱动两个泵。
通过图1中非常简化地示出的叶片泵1将液压介质从储罐2供应给上叶轮泵区域4和下叶轮泵区域5。所述两个叶轮泵区域4、5表现为一个叶轮泵，其通过叶片泵1的叶片驱动。下叶轮泵的输送作用通过径向内部的叶片端部的行程运动实现。
叶片泵1包括上叶轮泵，所述上叶轮泵具有两个基本上镰刀形状的输送室，所述输送室被叶片穿流并且在径向方向上布置在转子与行程轮廓之间。所述转子和行程轮廓在轴向方向上在一侧上被例如布置在叶片泵1的壳体中的压力板限定。
上叶轮泵区域4与第一消耗器6连接。下叶轮泵区域5与第二消耗器7连接。所述第二消耗器7包括液压储存器8。所述叶片泵1优选在机动车中用于给变速器供应液压介质，所述液压介质可通过所述叶片泵1施加不同的压力。所述液压储存器8例如需要约20bar的液压压力。下叶轮泵区域5具有约1立方厘米的行程容积。叶片泵1优选通过电机驱动。
第一消耗器6例如是湿式离合器，为了冷却，其需要每分钟最高30升的压力为3bar的体积流量。通过利用叶片泵1的上叶轮泵和下叶轮泵可提供7比1的体积流量比和1比6的压力比。在此，所述两个叶轮泵区域4和5可同时工作。此外可以将所述下叶轮泵区域5关断，以便在低温时将驱动所需的转矩需求保持尽可能低。根据本发明的一个重要的观点，叶片泵1的下叶轮泵以其下叶轮泵区域5用作独立的泵，以便对所述液压储存器8进行装载。
在图2至8和10至11中以不同的实施例示出叶片泵11。相同或类似的部件设有相同的参考标号。叶片泵11连接在具有液压介质、特别是油的储罐12上。为了更好地理解本发明，对于叶片泵1主要示出一个压力板13，所述压力板是用于转子和/或叶片泵1的叶片的轴向贴靠面。
所述压力板13包括两个抽吸区域15、16和所述上叶轮泵的两个压力区域17、18。此外，所述压力板13包括具有下叶片抽吸区域的下叶轮泵之一，所述下叶轮泵区域包括两个下叶片槽区段21、22。两个下叶片槽区段21、22相对于所述上叶轮泵的两个抽吸区域15、16在径向内部并且在圆周方向上重叠(搭接)地布置。通过虚线示出液压管路或液压通道，通过所述液压管路或液压通道使两个下叶片槽区段21、22分别与上叶轮泵的压力区域17、18连接。上叶轮泵的压力区域17、18又通过液压管路或液压通道23、24与第一消耗器26连接。
第二消耗器27包括液压储存器28并且通过液压管路或液压通道29、30与下叶轮泵的下叶片压力区域的下叶片槽区段31、32连接。所述两个下叶片槽区段31、32相对于上叶轮泵的压力区域18、17分别在径向内部并且在圆周方向上重叠地布置。这些下叶片槽区段21、22和31、32具有基本上圆弧的形状，所述圆弧布置在一个公共的圆上。
下叶片抽吸区域的下叶片槽区段21、22例如通过压力板13中用虚线示出的通道或孔被从上叶轮泵中填充液压介质。在叶片泵1工作时，叶片通过抽吸区域15、16中的两个下叶片槽区段21、22中的压力强制移出。在下叶片槽区段31、32中，叶片由于结构限制地通过与行程轮廓相互作用而移入，从而使得下叶片槽区段31、32中的液压介质通过移入的叶片被加载压力。该相对高的压力被用来给液压储存器28填充液压介质。由于所述下叶片槽区段31、32的小尺寸导致的相对小的体积流量足以满足该目的。所述第一消耗器26通过上叶轮泵的压力区域17、18被供给显著较高的体积流量，然而所述体积流量被加载显著较小的压力。
在图3和4中示出压力板13的一侧的俯视图并且翻转180°地示出另一侧的仰视图。下叶片槽区段21、22和31、32之间的分隔部位优选处于行程轮廓的下述角区域中，在所述角区域上不出现叶片泵11的输送室的显著容积改变。
在图4中可看出，两个下叶片槽区段31、32布置在基本上8字形的第一密封装置35的内部。两个下叶片槽区段21、22和所述上叶轮泵的穿过压力板13延伸的压力区域17、18布置在所述8字形的第一密封装置35外部并且布置在圆形的第二密封装置36内部。所述两个密封装置35、36用于相对于叶片泵11的壳体或变速器的控制板密封。
所述8字形的第一密封装置35在所示的实施例中这样构成，使得两个下叶片槽区段31、32彼此连接。但是，通过相应地改变第一密封装置35或通过使用两个圆形的密封装置，所述两个下叶片槽区段31、32也可以被单个地密封。图4中所示的压力转移具有的优点是，通过在压力板13的转子侧上在下叶片槽区段31、32中提高的压力导致的不期望的板挠曲可通过在密封侧上向壳体或向变速器的控制板施加增高的压力来补偿。
通过本发明的压力加载面的形状以及压力板13的厚度可实现附加的补偿。在此应总是以相对于压力成反比的量值设计间隙高度。由此可使得牵引功率最小化。通过所述两个密封装置35、36的按照本发明的布置，可以将叶片泵11无壳体地作为抽屉式构件集成到变速器的控制板中。
通过适当地选择叶片几何结构可改变供应给两个消耗器26、27的体积流量之比。下叶轮泵的泵容积由叶片的厚度和叶片行程的长度给出。通过改变叶片厚度能够以简单的方式和方法改变下叶轮泵的行程容积。在预给定上叶轮泵的几何结构的情况下，叶片厚度的加倍导致泵输送容积的显著改变。
通过适当地选择转子组的宽度与叶片行程之比同样可影响叶片泵的输入功率。
在图5所示的实施例中，在液压管路29、30与第二消耗器27之间设置一个分支部40。在所述分支部40与第二消耗器27之间设置止回阀41，所述止回阀当叶片泵11停机时防止液压介质从液压储存器28中不期望地回流。此外，通过所述止回阀41允许的是，下叶轮泵、特别是配置给第二消耗器27并且具有下叶片槽区段31、32的下叶轮泵区域可被关断。这在所述叶片泵11的本发明的应用中是富有帮助的，因为液压储存器28的装载优选不连续地进行。
从所述分支部40引出一液压管路或液压通道42，其通过另外的液压管路或液压通道43、44与所述下叶片抽吸区域的两个下叶片槽区段21、22连接。在液压管路42中设有转换阀装置45，其构造为具有打开位置和截止位置的2/2换向阀。通过一弹簧将所述转换阀装置45预加载到所示的截止位置中。
在所述截止位置中，所述第二下叶轮泵区域的下叶片槽区段31、32与所述下叶片抽吸区域的下叶片槽区段21、22之间的连接被中断，从而使得液压储存器8通过所述下叶片压力区域的两个下叶片槽区段31、32装载。
通过将转换阀装置45转换到打开位置中释放所述下叶片压力区域的下叶片槽区段31、32与所述下叶片抽吸区域的下叶片槽区段21、22之间的连接。由此可在不存在装载所述液压储存器28的需求时降低叶片泵1的驱动功率。此外，通过转换阀45来连接所述两个下叶轮泵区域提供的优点是，在启动叶片泵11时可立即将液压介质输送到抽吸区域15、16中的叶片下面以迫使所述叶片移出。
在图6中示出叶片泵11的一个实施例，其中，分支部40可通过液压管路52或液压通道并且在中间连接一转换阀装置55的情况下直接与上叶轮泵的压力出口或与第一消耗器26连接。该布置方式在电驱动的叶片泵11的情况下是有利的，所述叶片泵通常具有比直接由内燃发动机驱动的泵高的启动转速。
根据本发明的另一观点，所述下叶片压力区域的下叶片槽区段31、32中的工作压力总是高于所述下叶片抽吸区域的下叶片槽区段21、22中的工作压力。由此可确保所述压力区域17、18中和所述分隔区域中的叶片在运行中总是靠置在所述行程轮廓上。为了实现对于泵运行所需的足够的运行压力差，在图5和6所示实施例的液压管路42、52中分别用虚线示出节流装置48、58，所述节流装置连接在相应的转换阀装置45、55后面。所述节流装置48、58也可以集成在相应的转换阀装置45、55中。
在图7中通过一个符号60示出，图6中的转换阀装置55可被电动或电磁地操纵。通过所述电动或电磁的操纵，转换阀55优选当液压储存器28中的压力高于最低压力时总是被从其所示的截止位置转换到其未示出的打开位置中。为了这个目的，借助于压力传感器检测液压储存器28中的压力。
在图8中示出，图5中所示的转换阀45也可被液压地操纵，如通过控制压力管路64和转换阀45上的符号65表示的那样。图6中所示的转换阀55可如图8中的转换阀45那样被液压地操纵。在图8中所示的以液压方式操纵时，液压储存器28中的压力被直接用来进行传感测量。
在液压储存器28上的下转换点的情况下，转换阀45被关闭并且下叶轮泵通过下叶片压力区域的下叶片槽区段31、32通过止回阀41将液压介质输送到液压储存器28中。在上转换点的情况下，转换阀45被打开并且下叶轮泵利用下叶片压力区域的下叶片槽区段31、32通过下叶片抽吸区域的下叶片槽区段21、22输送并且压力区域17、18被加载上叶轮泵的较低运行压力。
在图9中以非常简化的视图示出类似于图1中的叶片泵71。因为与上叶轮泵区域4相比，利用下叶轮泵区域5只能将相对少的体积流输送至第二消耗器7，因此不仅止回阀40而且转换阀装置45都可以相对小地构成并且以简单的方式和方法集成到叶片泵71中。此外，可以将节流装置48集成到叶片泵71中、特别是转换阀45中。由此得到紧凑的结构单元，其还仅需要利用三个接头连接到储罐2和两个消耗器6、7上。
在图10和11中示出，上叶轮泵的出口可通过转换阀装置74或止回阀80与消耗器26分开。由此可避免液压介质从消耗器26不期望地回流。图10中所示的转换阀74构造为2/2换向阀，其借助于弹簧预加载到其所示的截止位置中。在叶片泵11运行时，上叶轮泵的经由控制压力管路75作用在转换阀74上的运行压力负责使转换阀74打开并且释放叶片泵11与消耗器26之间的连接。转换阀74的弹簧侧与环境压力连接，从而使得在转换阀74上不存在用于保持转换阀74打开的节流损失。
参考标号表
1叶片泵
2储罐
4上叶轮泵区域
5下叶轮泵区域
6第一消耗器
7第二消耗器
8液压储存器
11叶片泵
12储罐
13压力板
15抽吸区域
16抽吸区域
17压力区域
18压力区域
21下叶片槽区段
22下叶片槽区段
23液压管路
24液压管路
26第一消耗器
27第二消耗器
28液压储存器
29液压管路
30液压管路
31下叶片槽区段
32下叶片槽区段
35第一密封装置
36第二密封装置
40分支部
41止回阀
42液压管路
43液压管路
44液压管路
45转换阀装置
48节流装置
52液压管路
55转换阀装置
58节流装置
60符号
64控制管路
65符号
71叶片泵
74附加的转换阀装置
75控制管路
80止回阀

Claims (17)

1.一种具有上叶轮泵和下叶轮泵的叶片泵，所述上叶轮泵配置给第一消耗器(6；26)，所述下叶轮泵包括下叶片压力区域和下叶片抽吸区域，所述下叶片抽吸区域与上叶轮泵连接，其特征在于，所述下叶片压力区域与所述下叶片抽吸区域分开并且被配置给第二消耗器(7；27)。
2.根据权利要求1所述的叶片泵，其特征在于，被划分的下叶片区域能够被加载不同的压力。
3.根据以上权利要求中任一项所述的叶片泵，其特征在于，所述下叶片抽吸区域包括至少一个下叶片槽区段(21，22)，所述下叶片槽区段通过所述上叶轮泵的压力区域(17，18)配置给所述第一消耗器(6；26)。
4.根据权利要求3所述的叶片泵，其特征在于，所述下叶片抽吸区域的下叶片槽区段(21，22)相对于所述上叶轮泵的抽吸区域(15，16)在径向内部并且在圆周方向上重叠地布置。
5.根据权利要求3或4所述的叶片泵，其特征在于，所述下叶片压力区域包括至少一个下叶片槽区段(31，32)，所述下叶片槽区段配置给所述第二消耗器(7；27)。
6.根据权利要求5所述的叶片泵，其特征在于，所述下叶片压力区域的下叶片槽区段(31，32)相对于所述上叶轮泵的压力区域(17，18)在径向内部并且在圆周方向上重叠地布置。
7.根据权利要求5或6所述的叶片泵，其特征在于，所述下叶片抽吸区域和所述下叶片压力区域分别包括两个在直径的相反端上布置的下叶片槽区段(21，22；31，32)。
8.根据上述权利要求任一项所述的叶片泵，其特征在于，所述下叶片抽吸区域和所述下叶片压力区域通过密封装置(35)彼此分开。
9.根据权利要求8所述的叶片泵，其特征在于，所述密封装置(35)在俯视图中基本上具有8字形状，所述下叶片抽吸区域布置在该密封装置外部并且所述下叶片压力区域布置在该密封装置内部。
10.根据上述权利要求任一项所述的叶片泵，其特征在于，所述第二消耗器(7；27)包括液压储存器(8；28)。
11.根据上述权利要求任一项所述的叶片泵，其特征在于，在所述第二消耗器(7；27)与配置给该第二消耗器的下叶片压力区域之间设有止回阀(41)。
12.根据上述权利要求任一项所述的叶片泵，其特征在于，所述下叶片压力区域能够通过一转换阀装置(45)与所述下叶片抽吸区域连接。
13.根据权利要求1至11中任一项所述的叶片泵，其特征在于，所述下叶片压力区域能够通过一转换阀装置(55)与所述第一消耗器(6；26)连接。
14.根据权利要求12或13所述的叶片泵，其特征在于，所述转换阀装置(45；55)能够被电磁地或液压地操纵。
15.根据上述权利要求任一项所述的叶片泵，其特征在于，在所述下叶片抽吸区域或所述上叶轮泵的压力区域(17，18)与配置给所述区域的消耗器(6；26)之间连接一附加的阀装置(74)。
16.根据上述权利要求任一项所述的叶片泵，其特征在于，所述下叶片压力区域中的运行压力大于所述下叶片抽吸区域中的运行压力。
17.根据上述权利要求任一项所述的叶片泵，其特征在于，在所述下叶片区域之间或在所述下叶片压力区域与第一消耗器(6；26)之间连接一液压阻抗(48；58)。
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