CN111033043B - 叶片泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于自动变速器的叶片泵(101)，其包括一个吸入侧叶片后压力通道(112)和一个压力侧叶片后压力通道(111)，其中吸入侧叶片后压力通道(112)与叶片泵(1)的压力侧(116)连接。根据本发明，叶片泵(101)具有阀门装置(113，114)，压力侧叶片后压力通道(111)与该阀门装置连接，其中在叶片泵(101)的运行中借助阀门装置(113，114)可以调节压力侧叶片后压力通道(111)中的压力侧叶片后压力(pDH)。

Description

叶片泵
技术领域
本发明涉及一种叶片泵以及一种用于运行该叶片泵的方法。
背景技术
叶片泵沿径向可在转子的导向槽中运动的叶片在运行中必须以其叶片外侧面由一个确定的最低压紧力压靠在冲程环上，以便将构成在叶片之间的工作腔可靠地密封。原则上在运行中由离心力将叶片沿径向向外压靠在冲程环上。为了即使在转速低-和由此叶片上的离心力低-时保证必要的压紧力，已知叶片泵具有一个所谓的“叶片后压力加载”。在这种情况下，为叶片径向朝内的那侧-该侧以下称为叶片内侧面-加载一个叶片后压力，使得叶片向外压靠在冲程环上。由此保证了：叶片即使在转速低时也可靠地以其叶片外侧面抵靠在冲程环上。这一点特别是在下部转速范围中既对叶片泵的吸入特性，也对容积效率具有有利的作用。叶片后压力加载既可应用在具有可变排量体积的叶片泵中，也可应用在具有固定排量体积的叶片泵中。
由DE 19546329 A1公知了这样的叶片后压力加载，该文献公开了一种具有固定排量体积的两冲程叶片泵。这个叶片泵具有一个控制板和一个端板，它们沿着轴向方向限定叶片泵。通过与叶片泵的压力侧连接的环形通道(这些环形通道作为圆环扇段形的凹槽与转子的旋转轴线同心地和在转子的外径以内构造在端板和控制板中)给所谓的叶片后空腔加载压力。由此将叶片沿径向向外压靠在冲程环上。环形通道以下也称为叶片后压力通道。
一个叶片后空腔是叶片泵转子中的导向槽的沿径向位于内侧的部分，其中叶片后空腔沿径向向外由叶片的一个叶片内侧面限定。叶片后空腔沿轴向由控制板和端板限定。叶片后空腔中存在的压力也称为叶片后压力。叶片后压力对叶片内侧面的作为径向投影的作为有效压力面的的面加载并且由此在叶片上产生一个沿径向外指的力。在这种情况下，叶片泵具有一个吸入侧叶片后压力通道和一个压力侧叶片后压力通道。吸入侧叶片后压力通道在叶片泵的这样的角区域上延伸，在该角区域中在转子旋转时叶片之间的工作腔扩大，因而将需输送的工作介质(通常为变速器油)吸入。这个角区域因此也称为吸入区域。叶片在这种情况下在其导向槽中向外运动，使得叶片后空腔扩大。
压力侧叶片后压力通道在叶片泵的这样的角区域上延伸，在该角区域中在转子旋转时叶片之间的工作腔缩小，因而将所输送的工作介质排出。这个角区域以下也称为排出区域。叶片在转子旋转时在排出区域上在其导向槽中沿径向向内运动，使得叶片后空腔缩小并将工作介质从叶片后空腔中排到压力侧叶片后压力通道中。
吸入侧叶片后压力通道与压力侧叶片后压力通道通过狭窄部相互连接。这些狭窄部起到液压阻抗的作用并且能够例如构造为节流点或者节流阀或者孔。通常吸入侧叶片后压力通道与叶片泵的压力侧连接并且因此被加载一个压力，该压力以下称为泵压力。
这个设置的作用原理如下：泵压力在排出区域中作用到叶片外侧面上并且克服离心力将该叶片外侧面沿径向压向内侧。为了将叶片外侧面可靠地保持在冲程环上，压力侧叶片后压力通道中的叶片后压力必须大于叶片泵工作腔中的排出区域中存在的泵压力。这一点能够通过如下所述将液压阻抗设置在吸入侧叶片后压力通道与压力侧叶片后压力通道之间以及将吸入侧叶片后压力通道与叶片泵的压力侧连接得以实现：在叶片泵转子旋转运动时，叶片如所说明的那样由于离心力和叶片后压力之故以其叶片外侧面压靠在冲程环上并沿着该冲程环滑动，使得叶片强制性地在每旋转一周时实施在槽中的冲程运动。泵压力通过液压连接在吸入侧叶片后压力通道中起作用并且通过狭窄部也在压力侧叶片后压力通道中起作用。在吸入侧叶片后压力通道中，对应于泵压力的吸入侧叶片后压力将叶片可靠地压靠在冲程环上，因而保证了叶片泵的可靠吸入。如果叶片后空腔达到吸入区域的端部或者吸入侧叶片后压力通道的端部的话，相应的叶片后空腔的体积由于相应的叶片冲程之故为最大并且被加载了泵压力。
在转子在现在邻接的排出区域上继续旋转时，叶片向内移动，使得相应的叶片后空腔的体积缩小并且将工作介质如上所述从该叶片后空腔中排出。因此将叶片后空腔中的工作介质从吸入区域输送到压力区域或者排出区域。一个叶片上的力情况如下：在转子旋转时产生的离心力和由作用到叶片内侧面上的叶片后压力产生的力沿径向向外起作用。由作用到叶片外侧面上的泵压力产生的力起相反的作用。由于离心力随着转速下降，所以压力侧叶片后压力必须大于泵压力。
由于液压阻抗之故，从叶片后空腔中排出的工作介质现在并不能畅通无阻地从压力侧叶片后压力通道流向吸入侧叶片后压力通道。由此压力侧叶片后压力通道中的叶片后压力上升超过泵压力，使得在该压力范围中叶片外侧面也可靠地抵靠在冲程环上。如果压力侧叶片后压力通道直接与叶片泵的压力区域连接的话，那么在叶片后压力通道中只存在泵压力，由此叶片外侧面和叶片内侧面上的压力相同，而且叶片外侧面在排出区域中不会毫无疑义地抵靠在冲程环上。
液压阻抗(节流器或者孔)的大小例如通过流动横截面或者通过阻抗系数或者通过液压阻抗之前与之后的压力之间的压差确定。这个压差以下也称为压力损失。叶片外侧面通过随着液压阻抗而上升的叶片后压力克服叶片泵工作腔中的泵压力紧压在冲程环上，使得这些叶片外侧面实现相应的密封效果。由此在冲程环与叶片外侧面之间自然地产生摩擦力，该摩擦力虽然造成损失力矩和由此造成功率损失，然而为了叶片泵的可靠功能却是不可缺少的。
在液压阻抗的设计中如此地选择该阻抗：压力侧叶片后压力在确定的转速时首先足以可靠地将工作腔密封，其次不明显超过这个值，使得通过叶片的压紧力产生的摩擦力保持在限度内。确定的转速在这种情况下优选在下部转速范围内，因为在此离心力最小。
随着转速上升，通过叶片后空腔输送的体积流量增加和由此(根据用于通过液压阻抗的流量的等式)压力侧叶片后压力通道中的叶片后压力上升。由此叶片外侧面与冲程环之间的径向力超过可靠密封所需的力，由此功率损失不利地上升并且泵的效率下降。通过过高的压紧力或者过高的叶片后压力导致的、另外的、可能的、非预期的后果是冲程环和叶片外侧面上的磨损以及噪声。
温度低时工作介质粘度升高同样导致叶片后压力的非预期上升。液压阻抗或者在节流点上的压力损失也随着机油的粘度上升。因此在压力侧叶片后压力通道中产生一个比在正常工作温度时高的压力，由此叶片在冲程环上的压紧力和叶片泵的驱动力矩增大并且对效率和使用寿命产生不利影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种叶片泵，在该叶片泵中在尽可能所有工作范围上在叶片与冲程环之间具有可靠的密封，而不对叶片泵的总效率和磨损性能产生不利影响。特别是为了减少这些对效率和磨损性能的不良影响，应该将压力侧叶片后压力限定在允许的最大值以下。
这个目的通过一种用于自动变速器的叶片泵得以实现，该叶片泵包括吸入侧叶片后压力通道和压力侧叶片后压力通道，其中吸入侧叶片后压力通道与叶片泵的压力侧连接，使得在该吸入侧叶片后压力通道中存在泵压力。根据本发明，叶片泵具有阀门装置，压力侧叶片后压力通道与该阀门装置连接，其中在叶片泵的运行中借助阀门装置能够调节压力侧叶片后压力通道中的压力侧叶片后压力的大小。
概念“可调节的”就此而言应该理解为：借助阀门装置可以将压力侧叶片后压力调节到一个恒定不变的或者可改变的值。
根据本发明，阀门装置设置在压力侧叶片后压力通道与吸入侧叶片后压力通道之间，使得压力侧叶片后压力通道可以通过阀门装置与吸入侧叶片后压力通道连接。由此可以以最小的结构空间需求设置阀门装置。此外，可以通过如下方式使压力侧叶片后压力下降到泵压力的水平，即将阀门装置的液压阻抗降低到零。压力侧叶片后压力然后与吸入侧叶片后压力和由此与泵压力相等。
阀门装置的液压阻抗既可以在阀门装置构造为节流阀或孔的情况中理解为在穿流阀门装置时的压力损失，也可以在阀门装置构造为限压阀的情况中理解为打开压力。
同样具有以下可能性：压力侧叶片后压力通道通过阀门装置除了与吸入侧叶片后压力通道连接之外，还可以与液压系统的一个其他的区域、例如无压区域连接。由此例如可以通过以下方式使压力侧叶片后压力下降到零，即，当叶片的离心力在无额外的液压压力的情况下足以将叶片端部克服泵压力紧压在冲程环上并且如此保证叶片泵的可靠功能时，将压力侧叶片后压力通道与无压区域连接。
在一个另外的构造设计中，压力侧叶片后压力通道可以通过一个具有可变阻抗的阀门装置与叶片泵的肾状压力空腔或者压力侧连接。
此外，可以在压力侧叶片后压力通道的和吸入侧叶片后压力通道的不同区域之间设置多个阀门装置，使得更多流动横截面可供使用和能够更快地改变压力侧叶片后压力。
同样可以规定：阀门装置可以设置在压力侧叶片后压力通道与叶片泵的吸入侧的一个区域之间。
阀门装置有益地具有可改变的液压阻抗。通过改变该阻抗，可以改变从压力侧叶片后压力通道到吸入侧叶片后压力通道流过阀门装置的体积流量和由此改变压力侧叶片后压力。
优选阀门装置构造为可调节的节流阀或者构造为可调节的孔。
作为此外的备选方案，阀门装置构造为可调节的孔。
作为另外的备选方案，阀门装置构造为限压阀，该限压阀能被从压力侧叶片后压力通道向吸入侧叶片后压力通道穿流。
若在叶片泵中设置有多个阀门装置，这些阀门装置可以构造为相同的或者不同的，构造为节流器、孔或者限压阀。
在本发明的一个优选的构造设计中规定：可以借助电子的变速器控制系统根据一个或者多个运行参数调节阀门装置的液压阻抗。在电子的变速器控制系统中检测的运行参数是物理值，该物理值表示叶片泵的运行状态，例如工作介质温度、泵转速或者压力侧叶片后压力通道中的压力。
同样可以检测电子的变速器控制系统的电流，该电流给出关于由泵产生的泵压力的信息。
具有以下可能性：叶片泵具有传感装置，该传感装置检测压力侧叶片后压力。
有益地根据在电子的变速器控制系统中检测的、不同的运行参数改变压力侧叶片后压力。
另外具有以下可能性：在叶片泵的启动信号之后在确定的持续时间过后降低压力侧叶片后压力。可以事先根据试验确定这个持续时间，在该持续时间过后人们知道：不必再将压力侧叶片后压力提升到一个最大值，而是现在就可以使其下降。
此外可以规定：可以借助执行器调节阀门装置的液压阻抗。
在本发明的一个另外的、备选或者补充的、可应用的构造设计中，阀门装置构造为可自动根据温度改变的调节节流阀或者调节孔，其中这个调节节流阀或者调节孔的液压阻抗在温度较低时比在温度较高时大，使得压力侧叶片后压力在温度较低时比在温度较高时大。可自动根据温度改变的节流器或者孔由于使用一种记忆金属或者双金属之故可拥有其效果。这个构造设计的优点是提升用于临界冷启动阶段的压力侧叶片后压力，在所述冷启动阶段中必须保证叶片可靠地抵靠在冲程环上。
在叶片泵的一个优选的构造设计中，在叶片泵的一个轴向板中构造有轴向指向和/或径向指向的通道，所述通道将压力侧叶片后压力通道和吸入侧叶片后压力通道与阀门装置连接。
一个有益的构造设计规定：压力侧叶片后压力通道与吸入侧叶片后压力通道相互液压连接，其中在压力侧叶片后压力通道与吸入侧叶片后压力通道之间构成一个液压阻抗。另外，在压力侧叶片后压力通道与叶片泵的压力通道或者压力侧之间设置有一个限压阀。该限压阀在此设置为：该限压阀能被从压力侧叶片后压力通道起穿流，使得可以借助该限压阀限制压力侧叶片后压力。作为此外的备选方案，压力侧叶片后压力通道可以通过限压阀与叶片泵的吸入通道或者自动变速器的无压区域连接。
优选液压阻抗可以构造为节流器或者构造为孔。
具有以下可能性：叶片泵构造为单冲程的(或者也称为单流的)或者多冲程的(也称为多流的)叶片泵。在单冲程叶片泵中，转子设置为相对圆形冲程环偏心的，使得转子每旋转一周叶片进行一个完整的升程，就是说，每旋转一周叶片位于其径向最内侧位置上一次和位于其径向最外侧位置上一次。在两冲程叶片泵中，转子每旋转一周叶片分别位于其径向最内侧位置上两次和位于其径向最外侧位置上两次。由于一个单冲程叶片泵具有仅仅一个吸入接口或者一个压力接口，所以这个叶片泵也称为单流的。而一个两冲程叶片泵则具有两个独立的输送单元，该输送单元在理论上可以为两个分离的消耗器供应不同的压力或者输送流量。所以一个两冲程叶片泵也具有两个吸入接口或者压力接口，由此该叶片泵也称为两流叶片泵。
单冲程的叶片泵通常只分别具有一个吸入侧叶片后压力通道和一个压力侧叶片后压力通道。两冲程的叶片泵通常具有两个压力侧叶片后压力通道和两个吸入侧叶片后压力通道，这些叶片后压力通道分别通过阀门装置如上所述的那样相互连接。
说明了一种用于运行上面构成的叶片泵的方法，在该方法中对压力侧叶片后压力的实际值和确定的运行参数进行检测并且将该实际值与叶片后压力的一个配置给运行参数的额定值进行比较，其中在实际值偏离额定值时通过改变阀门装置的液压阻抗使压力侧叶片后压力与所述额定值相匹配。
在这种情况下规定：由压力传感器测量压力侧叶片后压力的实际值。
作为此外的备选方案，说明了一种用于运行叶片泵的方法，在该方法中对至少一个确定的运行参数的实际值进行检测，该实际值间接地提供有关压力侧叶片后压力的大小的信息，然后将这个实际值与配置给运行参数的额定值进行比较，其中在实际值偏离额定值时通过改变阀门装置的液压阻抗使压力侧叶片后压力与所述额定值相匹配，直到确定的运行参数的实际值与其额定值相一致为止。
经检测的运行参数在这种情况下可以是泵的温度或者工作介质的温度，因为由此可以推断出：是否存在冷启动，在该冷启动的情况中须注意叶片泵压力区域中叶片的充分的压紧压力。
作为另外的备选方案，在冷启动的情况中压力侧叶片后压力可以在确定的持续时间内保持提升状态并且在这个具有根据试验获得的时长的持续时间过后下降，使得冷吸在冷启动时得到保证并且然后叶片的摩擦力不会保持在过高水平上而有损于效率。
在一个优选的构造设计中规定：叶片泵具有一个阀门装置，借助该阀门装置能够至少在第一运行状态中将至少一个叶片后压力通道与泵的压力区域液压分离并且至少一个叶片后压力通道可以与一个无压区域连接，而在第二运行状态中至少一个叶片后压力通道可以与叶片泵的压力区域连接。
此外具有以下可能性：叶片泵构造为至少两冲程的并且因此具有至少两个压力侧叶片后压力通道和至少两个吸入侧叶片后压力通道。上述构造设计于是在一个多冲程叶片泵的每个自给自足部分中构造在吸入侧区域与压力侧区域之间。吸入侧区域和压力侧区域包括叶片后压力通道、肾状压力空腔和肾状抽吸空腔以及吸入管路和压力管路。
为这样构成的叶片泵说明了一种方法，在该方法中在一个下部转速范围内在叶片泵启动时或者之后，首先借助阀门装置提升压力侧叶片后压力，而同时将吸入侧叶片后压力通道与叶片泵的压力侧连接并且压力侧叶片后压力通道与无压区域是分离的。在达到第二转速值或者压力值时，降低在叶片后压力通道之间的阀门装置的液压阻抗，使得压力侧叶片后压力下降。在进一步提高转速的情况中，在达到最高的第三转速值时将叶片后压力通道与叶片泵的压力侧分离并与一个无压区域连接。
附加地，在这个方法中在电子的变速器控制系统中除了叶片泵的转速之外还检测叶片泵的工作温度并且在启动叶片泵时在工作温度低于一个确定的温度的情况中首先如此地增大阀门装置的阻抗，使得压力侧叶片后压力上升超过一个确定的压力值，该压力值选择得足够高以将叶片端部紧压在冲程环上。在转速上升时，借助阀门装置降低压力侧叶片后压力。
在一个用于机动车的自动变速器中有益地设置有上述叶片泵。
附图说明
在附图中示出了本发明叶片泵的实施例并且下面进行详细说明。
附图中：
图1为现有技术的叶片泵；
图2为现有技术的叶片泵的一个端板；
图3为本发明叶片泵的端板的第一构造设计的局部放大；
图4为本发明叶片泵的端板的第二构造设计的局部放大；
图5为本发明叶片泵的端板的第三构造设计的局部放大；
图6为本发明叶片泵的端板的第四构造设计的局部放大图；
图7为用于运行第四构造设计的叶片泵的方法的时序图；
图8为本发明叶片泵的端板的第五构造设计的局部放大图和
图9为两冲程叶片泵的端板的本发明第六构造设计的轴向示图。
具体实施方式
图1示出了现有技术的叶片泵1的分解图。叶片泵1具有一个转子5，该转子具有可在其内径向滑移的叶片6，该叶片的径向运动受一个冲程环7限制。冲程环7可枢转地设置在同样环形的壳体8内以调节叶片泵1的排量体积。叶片泵1沿着轴向方向、就是说沿着泵轴4的旋转轴线D的方向受第一和第二轴向板限定，其中第一轴向板称为端板2并且第二轴向板称为盖板3。在端板2和盖板3的、分别沿轴向面朝转子5的端面中作为凹槽分别构造有一个肾状压力空腔和一个肾状抽吸空腔以及一个吸入侧叶片后压力通道和一个压力侧叶片后压力通道。在图1的透视图中，出于清楚的原因仅仅示出了端板2的一个肾状压力空腔8、一个肾状抽吸空腔9、一个压力侧叶片后压力通道11和一个吸入侧叶片后压力通道12。盖板3中的相应通道的示图对于理解本发明来说是不必要的。肾状抽吸空腔9和吸入侧叶片后压力通道12以及肾状压力空腔8和压力侧叶片后压力通道11分别是两个同心的圆弧。
在图1中示出的叶片泵构造为单冲程的。在两冲程或者多冲程的叶片泵中也可以在压力侧叶片后压力通道与吸入侧叶片后压力通道之间构造有节流点。
图2示出了现有技术的端板2的轴向示意图，该端板具有已经在图1中示出的吸入侧叶片后压力通道12和压力侧叶片后压力通道11以及肾状抽吸空腔9和肾状压力空腔8。以下，吸入侧叶片后压力通道12中存在的压力称为吸入侧叶片后压力pSH和压力侧叶片后压力通道11中存在的压力称为压力侧叶片后压力pDH。肾状压力空腔8通过压力管路16与叶片泵1的压力侧连接，在该压力侧中存在泵压力pP。吸入侧叶片后压力通道12通过管路17与肾状压力空腔8连接并且由此通过由叶片泵1产生的泵压力pP加载。泵的压力侧(或者也称为压力区域)是这样的一侧，泵将工作介质输送给该侧并且在该侧上产生一个压力。压力侧的对面是吸入侧，泵从该吸入侧吸入工作介质，或者当一个体积通过泵的运动扩大，因而这个空间中的压力下降到环境压力以下时，工作介质在环境压力或者大气压力的作用下从该吸入侧流向泵。
压力侧叶片后压力通道11与吸入侧叶片后压力通道12在其两个端部中分别通过节流点13或者14相互连接。节流点13和14也称为节流阀。节流点13和14是液压阻抗或者狭窄处。这些节流点如上所述用于：在排出工作介质-通常是变速器油-时，在叶片6的径向移入运动中在该叶片经由肾状压力空腔运动时，压力侧叶片后压力pDH上升，因为由于节流点13和14中的压力损失或者流动阻力之故不能足够快地将机油从压力侧叶片后压力通道11排到吸入侧叶片后压力通道12中。然而如上所述这包含有缺点，因为压力侧叶片后压力pDH在转速较高和由此工作介质排出速度较高时由于节流阀13和14的阻抗而超过适宜程度上升。
图3示出了本发明叶片泵101的端板102的轴向示意图的局部放大，在该局部放大中仅仅示出了吸入侧叶片后压力通道112和压力侧叶片后压力通道111。在压力侧叶片后压力通道111与吸入侧叶片后压力通道112的端部之间分别设置有一个阀门装置，该阀门装置构造为可调节的节流阀113或者114。在可调节的节流阀113和114的情况中可以通过如下方式改变液压阻抗，即例如可以改变能够从压力侧叶片后压力通道111到吸入侧叶片后压力通道112流过的横截面面积，或者如此地改变其形状，即损耗系数变化，该损耗系数根据流体力学的规律性影响在穿流时随着一定的体积流量产生的压差、即经由节流器的压力损失。由此通过降低液压阻抗可以使压力侧叶片后压力pDH下降。这样的节流阀113或者114的结构例如可以是针形喷嘴。作为备选方案，阀门装置也可以构造为孔代替节流器。一个孔在直径方面比节流器小并且理论上在压力损失方面与粘度无关。
为此例如可以利用一个压力传感器141测量压力侧叶片后压力pDH，所述压力传感器将测量值通过信号线145传送给一个电子的变速器控制系统140。在电子的变速器控制系统140中进行额定值-实际值-比较并且如此长时间地改变或者降低阀门装置113或者114中的阻抗，直到达到压力侧叶片后压力pDH的额定值为止。在此，由电子的变速器控制系统140通过信号导线143和144操控可调节的节流阀113和114。理论上也可以在叶片后压力通道之间只设置一个阀门装置，然而最大可供使用的流动横截面然后会受限。
作为测量压力侧叶片后压力pDH以外的备选方案或者补充方案，可以通过测量泵转速n获得有关叶片或者冲程环上的受力情况的信息，因为压紧力随着转速n的增加而上升并且这样可以降低压力侧叶片后压力pDH。同样借助工作温度或者相应的构件温度可以对叶片泵是否处于冷启动阶段中进行判断，在该冷启动阶段中叶片端部需要可靠地抵靠在冲程环上以将工作介质吸入叶片泵中。在这个冷启动阶段期间，压力侧叶片后压力pDH必须比在之后实现的较高转速n和由此叶片在冲程环上的较大离心力时高一点。
扩大节流阀的流动横截面对压力侧叶片后压力pDH的水平具有很大影响。这样在节流器横截面面积扩大166％的情况下叶片后压力降低约50％。在试验中最大压差为p＝50bar。
理论上可以从一个确定的转速起，借助一个阀门装置既将压力侧叶片后压力通道也将吸入侧叶片后压力通道相对液压系统的剩余部分封闭并且与一个无压区域连接。
图4作为本发明叶片泵的第二构造设计示出了端板202的示意性局部放大。在这种情况下，在压力侧叶片后压力通道211与吸入侧叶片后压力通道212之间设置有一个阀门装置，该阀门装置构造为限压阀213。出于简化示图的原因，仅仅示出了一个限压阀，原则上可以在叶片后压力通道的两个其他的端部之间设置一个另外的限压阀，这会有益地增加流动横截面。限压阀213在其开启压力方面设计为：当压力侧叶片后压力超过一个允许值时，由这个压力侧叶片后压力pDH开启该限压阀。限压阀213的流动阻力由此是其开启压力。压力侧叶片后压力pDH由此限定在一个确定的最大值上。附加地，一个逆止阀214如此设置在压力侧叶片后压力通道211与吸入侧叶片后压力通道212之间，即可以从吸入侧叶片后压力通道212中对压力侧叶片后压力通道211进行填充。作为此外的备选方案，也可以设置一个孔或者节流器代替逆止阀，然而在功能方面效果较差。
图5示出了叶片泵的第三构造设计的端板302的示意性局部放大。该端板具有一个压力侧叶片后压力通道311和一个吸入侧叶片后压力通道312，在这些叶片后压力通道之间在至少一个位置上设置有一个可电动操作的调压阀313。借助一个压力传感器341测量压力侧叶片后压力pDH并且通过信号导线343传输给一个电子的变速器控制系统340。在电子的变速器控制系统340中的额定值-实际值-比较之后，由电子的变速器控制系统340通过信号导线344操控调压阀313并且这样将压力侧叶片后压力通道311中的压力侧叶片后压力pDH调节到所期望的值。作为附加方案，一个逆止阀314如此地设置在压力侧叶片后压力通道311与吸入侧叶片后压力通道312之间，即可以从吸入侧叶片后压力通道312中对压力侧叶片后压力通道311进行填充。禁止反向填充。作为备选方案，也可以设置一个孔或者节流器代替逆止阀，然而在功能方面效果较差。
原则上阀门装置可以设置在仅仅一个轴向板或者两个轴向板的侧面上，然而出于成本和结构空间的原因，只要可实现的流动横截面足够的话，优选仅仅一侧的构造设计。
图6作为本发明叶片泵401的第四构造设计示出了端板402的局部放大，该端板的基本结构与图3所示的构造设计相对应。附加地，叶片泵401具有一个起排气阀作用的、可电动操作的调压阀418，通过该调压阀可以将压力侧叶片后压力pDH降低到理论上的环境压力，在该环境压力中将压力侧叶片后压力通道411与一个无压区域419连接。在通向吸入侧叶片后压力通道412的入流中设置有一个构造为换向阀的截止阀421，借助该截止阀可以将这个吸入侧叶片后压力通道与叶片泵401的压力侧417分离。借助一个压力传感器441测量压力侧叶片后压力pDH，该叶片后压力通过信号导线445传输给一个电子的变速器控制系统440。该电子的变速器控制系统440还通过信号导线443和444操控压力侧叶片后压力通道411与吸入侧叶片后压力通道412之间的可调节的节流阀413和414。在电子的变速器控制系统440中检测叶片泵401的转速，该转速例如可以由一个转速传感器442测量。同样可以利用一个传感器测量工作温度。
从借助图7的时序图示出的操作过程中可以看出这些对图3所示的构造设计进行补充的构件的目的：在一个下部转速范围中-该转速范围在时间变化曲线中从一个时间点t1开始-截止阀421打开，而调压阀418关闭。系统如在图3中说明的那样运行，以便压力侧叶片后压力pDH在启动时足够高。例如可以如直到时间点t2为止示出的那样将这个叶片后压力保持恒定不变。随着由一个转速传感器442检测的转速n上升，通过降低可调节的节流阀413和414的流动阻力使压力侧叶片后压力pDH从时间点t2起下降，因为通过叶片上的离心力增加，离心力与压力侧叶片后压力pDH的力的总和将叶片端部足够强力地紧压在冲程环上。从时间点t3起，转速n如此之高，即仅仅靠离心力就足以将叶片端部可靠地紧压在冲程环上。
调压阀418在这种情况下完全打开，由此压力侧叶片后压力通道411与无压区域419连接，使得压力侧叶片后压力pDH对应于环境压力，就是说，是几乎无压的。节流阀413和414在这种情况下完全打开，由此吸入侧叶片后压力通道412也与无压区域419连接并且压力侧叶片后压力pSH也是无压的。从时间点t3起将截止阀421关闭，以防止通过泵压力pP对吸入侧叶片后压力通道412加载。作为备选方案，截止阀421也可以构造为调压阀。
图8示出了本发明叶片泵501的端板502的示意性轴向示图的局部放大图。在端板502中构造有一个压力侧叶片后压力通道511和一个吸入侧叶片后压力通道512，这些叶片后压力通道通过一个管路532相互液压连接。与此并联地，压力侧叶片后压力通道511通过一个管路531和一个设置在该管路中的限压阀513与一个压力管路517连接，从该压力管路中为吸入侧叶片后压力通道512加载来自未示出的肾状压力空腔或者叶片泵的压力侧的一个位置的、由叶片泵产生的压力pP。由此在吸入侧叶片后压力通道512中产生一个吸入侧叶片后压力pSH，该叶片后压力基本上相当于由叶片泵产生的压力并且可能略微减小，减小幅度为可能的流动损失。
管路可以理解为任何几何结构，在该结构中能够将液体从一处引向另一处。管路可以构造为管道、凹槽如端板材料中的沟槽，构造为孔或者多个孔的设置单元，构造为利用铸造技术构成的通道或者构造为由管路的上述可能性构成的组合。
限压阀513在此构造为：当压力侧叶片后压力通道511中的压力侧叶片后压力pDH超过一个确定值时，该限压阀能够被从压力侧叶片后压力通道511起朝向压力管路517穿流。作为限压阀513的备选方案，也可以在其位置上设置一个逆止阀，其中该逆止阀具有与限压阀513相同的穿流方向。
管路532具有一个确定的液压阻抗。该液压阻抗可以构造为一个孔或者(如在实施例中示出的那样)一个节流器535的形式。若现在在叶片泵的运行中转速上升或者在温度低的情况下工作介质的粘度提高，则压力侧叶片后压力pDH过度上升。从一个最大允许的压力值起，限压阀513朝向压力管路517打开并且因此限制压力侧叶片后压力pDH。运行中压力侧叶片后压力pDH的上升尤其由管路531中的液压阻抗决定。如此地选择该液压阻抗，即一方面在转速低时可以从吸入侧叶片后压力通道512-该叶片后压力通道又由压力管路17供应-为压力侧叶片后压力通道511加载压力。另外一方面，通过液压阻抗设置压力侧叶片后压力pDH的一个规定的下限值，该值对于叶片泵的良好的容积效率来说是必不可少的。
作为此外的备选方案，也可以通过限压阀将压力侧叶片后压力通道与叶片泵的吸入管路连接，使得限压阀在比在压力管路中低的压力水平时打开，由此能够进一步降低压力侧叶片后压力。
原则上，本发明的解决方案的构造设计既能够应用在单冲程叶片泵中，也能够应用在多冲程叶片泵中。这样，图9示出了一个两冲程叶片泵601的端板602的示意性轴向示图。这个端板如上所述具有两个输送区域。这些输送区域每个各自再次具有一个吸入区域和一个压力区域。在第一输送区域中构造有肾状抽吸空腔609和肾状压力空腔608以及一个吸入侧叶片后压力区域611和一个压力侧叶片后压力通道612。在第二输送区域中构造有肾状抽吸空腔609’和肾状压力空腔608’以及一个吸入侧叶片后压力通道611’和一个压力侧叶片后压力通道612’。
两冲程叶片泵601在所示出的实施例中构成为对称的，然而也可以构造为非对称的。在附图的上半部中(在水平的虚线上部)示出了第一自给自足的输送区域和在下半部中示出了第二自给自足的输送区域。自给自足的输送区域应该理解为：在两冲程叶片泵内原则上构造有两个泵。两个输送区域互相不影响。除了泄露之外，两个输送区域的油循环系统是分离的。由两个输送区域产生的压力可以高低不同。同样在两冲程叶片泵的非对称的构造中相应的体积流量也可以不同。出于清楚说明的原因，在此基本上只对端板602的上半部进行说明。未示出的转子围绕旋转轴线D的旋转方向在图中是沿着顺时针方向，通过旋转方向箭头R示出。
吸入区域包括肾状抽吸空腔609和吸入侧叶片后压力通道612，该吸入侧叶片后压力通道沿径向设置在肾状抽吸空腔609与旋转轴线D之间。在肾状抽吸空腔中具有抽吸压力pS，并且在吸入侧叶片后压力通道612中具有吸入侧叶片后压力pSH。
在具有泵压力pP的肾状压力空腔608的径向内部构造有一个压力侧叶片后压力通道611，在该叶片后压力通道中具有压力侧叶片后压力pDH。类似于图8中的叶片泵，一个管路631从压力侧叶片后压力通道611通向肾状压力空腔608。在管路631中，即在压力侧叶片后压力通道611与肾状压力空腔608之间设置有一个限压阀613，该限压阀构造并且设置为：该限压阀在超过压力侧叶片后压力pDH的一个确定值时只能被从压力侧叶片后压力通道611起穿流。作为此外的备选方案，限压阀613也可以设置在压力侧叶片后压力通道611与压力管路616或者617之间，就是说，与叶片泵601的压力侧的每个区域之间。在理论上，限压阀613也可以设置在压力侧叶片后压力通道611与叶片泵601的吸入区域之间、诸如肾状抽吸空腔609或者自动变速器的无压区域之间。
吸入侧叶片后压力区域612与肾状压力空腔608(在所示出的示例中通过压力管路617)液压式连接，使得为吸入侧叶片后压力区域供应处于泵压力pP下的工作介质。吸入侧叶片后压力区域612与压力侧叶片后压力通道611通过一个构造在管路632中的液压阻抗635连接。液压阻抗可以如在图8中的叶片泵501中那样构造为节流器或者孔并且如在图8中说明的那样选择其大小。
在两冲程或者多冲程叶片泵中，在理论上压力侧叶片后压力通道可以相互液压连接，使得为了叶片泵的两个或者多个输送区域只需要一个限压阀。同样，吸入侧叶片后压力通道也可以液压式连接，这将进一步简化结构和制造。
附图标记列表
1 叶片泵
2 端板，第一轴向板
3 盖板，第二轴向板
4 泵轴
5 转子
6 叶片
7 冲程环
8 肾状压力空腔
9 肾状抽吸空腔
10 壳体
11 压力侧叶片后压力通道
12 吸入侧叶片后压力通道
13 节流点
14 节流点
16 压力管路，叶片泵的压力侧
17 压力管路
101 叶片泵
102 端板，第一轴向板
111 压力侧叶片后压力通道
112 吸入侧叶片后压力通道
113 调节节流阀
114 调节节流阀
117 压力管路
140 电子的变速器控制系统
141 压力传感器
142 转速传感器
143 信号导线
144 信号导线
145 信号导线
202 端板，第一轴向板
211 压力侧叶片后压力通道
212 吸入侧叶片后压力通道
213 限压阀
214 逆止阀
217 压力管路
302 端板，第一轴向板
311 压力侧叶片后压力通道
312 吸入侧叶片后压力通道
313 调压阀
314 逆止阀
317 压力管路
340 电子的变速器控制系统
341 压力传感器
343 信号导线
344 信号导线
401 叶片泵
402 端板，第一轴向板
411 压力侧叶片后压力通道
412 吸入侧叶片后压力通道
413 调节节流阀
414 调节节流阀
417 压力管路
418 调压阀
419 无压区域，排气
421 截止阀
440 电子的变速器控制系统
441 压力传感器
442 转速传感器
443 信号导线
444 信号导线
445 信号导线
446 信号导线
502 端板，第一轴向板
511 压力侧叶片后压力通道
512 吸入侧叶片后压力通道
513 限压阀
517 压力管路
531 管路
532 管路
535 液压阻抗，节流器
601 叶片泵
602 端板，第一轴向板
608 肾状压力空腔
608’ 第二输送区域的肾状压力空腔
609 肾状抽吸空腔
609’ 第二输送区域的肾状抽吸空腔
611 压力侧叶片后压力通道
611’ 压力侧叶片后压力通道
612 吸入侧叶片后压力通道
612’ 吸入侧叶片后压力通道
613 限压阀
616 压力管路
617 压力管路
631 管路
632 管路
635 液压阻抗，节流器
D 旋转轴线
n 叶片泵的转速
pDH 压力侧叶片后压力
pSH 吸入侧叶片后压力
pP 泵压力
pS 抽吸压力
R 旋转方向
t 时间
t_1 时间点
t_2 时间点
t_3 时间点
t_4 时间点

Claims (21)

1.一种用于自动变速器的叶片泵(101)，该叶片泵包括吸入侧叶片后压力通道(112)和压力侧叶片后压力通道(111)，其中吸入侧叶片后压力通道(112)与叶片泵(101)的压力侧(16)连接，叶片泵(101)具有阀门装置(113，114，213，214，313，314，413，414)，压力侧叶片后压力通道(111)与所述阀门装置连接，其中在叶片泵(101)的运行中借助所述阀门装置(113，114，213，214，313，314，413，414)能够调节压力侧叶片后压力通道(111，211，311，411)中的压力侧叶片后压力(pDH)的大小，其特征在于：阀门装置(113，114)设置在压力侧叶片后压力通道(111)与吸入侧叶片后压力通道(112)之间。
2.如权利要求1所述的叶片泵，其特征在于：阀门装置(113，114)具有可改变的液压阻抗。
3.如权利要求1所述的叶片泵，其特征在于：阀门装置(113，114)具有恒定不变的液压阻抗。
4.如权利要求2所述的叶片泵，其特征在于：阀门装置(113，114)构造为可调节的节流阀或者构造为可调节的孔。
5.如权利要求2所述的叶片泵，其特征在于：阀门装置构造为限压阀(213，513)，该限压阀(213，513)设置成，使得该限压阀能被从压力侧叶片后压力通道(211，511)向吸入侧叶片后压力通道(212，512)穿流。
6.如权利要求3所述的叶片泵，其特征在于：阀门装置构造为限压阀(213，513)，该限压阀(213，513)设置成，使得该限压阀能被从压力侧叶片后压力通道(211，511)向吸入侧叶片后压力通道(212，512)穿流。
7.如权利要求2所述的叶片泵，其特征在于：阀门装置构造为调压阀(313)，该调压阀(313)设置成，使得该调压阀能被从压力侧叶片后压力通道(311)向吸入侧叶片后压力通道(312)穿流。
8.如权利要求5至7中任一项所述的叶片泵，其特征在于：在压力侧叶片后压力通道(211，311)与吸入侧叶片后压力通道(212，312)之间设置有逆止阀(214，314)，该逆止阀只能被从吸入侧叶片后压力通道(212，312)向压力侧叶片后压力通道(211，311)穿流。
9.如权利要求4至7中任一项所述的叶片泵，其特征在于：借助电子的变速器控制系统(140)能够调节阀门装置(113，114，213)的液压阻抗。
10.如权利要求9所述的叶片泵，其特征在于：该叶片泵具有传感装置(141)，该传感装置检测压力侧叶片后压力(pDH)。
11.如权利要求10所述的叶片泵，其特征在于：根据在电子的变速器控制系统(140)中检测的不同的运行参数改变压力侧叶片后压力(pDH)。
12.如权利要求11所述的叶片泵，其特征在于：检测的运行参数是叶片泵的温度和/或转速(n)。
13.如权利要求3至7中任一项所述的叶片泵，其特征在于：借助该阀门装置至少在第一运行状态中至少一个叶片后压力通道(412)能够与叶片泵的压力区域(417)液压分离并且至少一个叶片后压力通道(411)能够与无压区域(419)连接，并且在第二运行状态中至少一个叶片后压力通道(412)能够与叶片泵的压力区域(417)连接。
14.如权利要求3或4所述的叶片泵，其特征在于：阀门装置包括用于调节压力侧叶片后压力(pDH)的调压阀(418)和构造为换向阀的截止阀(421)，该截止阀用于将吸入侧叶片后压力通道(412)与叶片泵的压力区域(417)分离和连接。
15.如权利要求4所述的叶片泵，其特征在于：阀门装置是能自动根据温度改变的调节节流阀或者调节孔，其中这个调节节流阀或者调节孔的液压阻抗在温度较低时比在温度较高时大，使得压力侧叶片后压力(pDH)在温度较低时比在温度较高时大。
16.如权利要求5或6所述的叶片泵，其特征在于：除了限压阀(513)之外，阀门装置还包括液压阻抗(535)，并且压力侧叶片后压力通道(511)与吸入侧叶片后压力通道(512)相互液压连接，其中在压力侧叶片后压力通道(511)与吸入侧叶片后压力通道(512)之间构造有所述液压阻抗(535)，并且限压阀(513)设置在压力侧叶片后压力通道(511)与叶片泵(501)的压力侧的一个区域或者叶片泵(501)的吸入侧的一个区域或者自动变速器的一个无压区域之间，其中限压阀(513)能被从压力侧叶片后压力通道(511)起穿流，使得能够借助该限压阀(513)限制压力侧叶片后压力(pDH)。
17.如权利要求16所述的叶片泵，其特征在于：液压阻抗(535)构造为节流器或者构造为孔。
18.如权利要求16所述的叶片泵，其特征在于：叶片泵(601)构造为至少两冲程的并且具有至少两个压力侧叶片后压力通道(611，611’)和至少两个吸入侧叶片后压力通道(612，612’)。
19.一种用于机动车的自动变速器，其具有如权利要求1至18中任一项所述的叶片泵。
20.一种用于运行如权利要求13或14所述的叶片泵的方法，其特征在于：在电子的变速器控制系统中至少检测叶片泵的转速(n)，并且在叶片泵启动时首先如此提高阀门装置的阻抗，使得压力侧叶片后压力(pDH)上升到超过确定的压力值，该压力值选择得足够高以将叶片端部压靠在冲程环上，并且在转速(n)上升时借助阀门装置降低压力侧叶片后压力(pDH)。
21.如权利要求20所述的用于运行叶片泵的方法，其特征在于：在电子的变速器控制系统中至少检测叶片泵的转速(n)和叶片泵的工作温度，并且在叶片泵启动时在工作温度低于确定的温度的情况中首先将阀门装置的阻抗提高成，使得压力侧叶片后压力(pDH)上升到超过确定的压力值，该压力值选择得足够高以将叶片端部压靠在冲程环上，并且在转速上升时借助阀门装置降低压力侧叶片后压力。
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