DE10037468A1

DE10037468A1 - Steuerscheibe insbesondere für eine Flügelzellpumpe

Info

Publication number: DE10037468A1
Application number: DE10037468A
Authority: DE
Inventors: Uwe Nigrin; Matthias Weidner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2000-08-01
Filing date: 2000-08-01
Publication date: 2002-02-14
Also published as: EP1178211A3; DE50104360D1; EP1178211A2; EP1178211B1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerscheibe (2), insbesondere für Flügelzellenpumpen, welche eine Saugöffnung (4) und eine Drucköffnung (3) aufweist. Um eine Entlüftung von Luft zu ermöglichen, welche über die Saugöffnung (4) mit angesaugt wurde, ist an der Drucköffnung (3) der Steuerscheibe (2) eine Entlüftungsvorrichtung vorgesehen, welche in Form einer nutförmigen Aussparung (6) in der Steuerscheibe (2) ausgebildet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerscheibe insbe sondere für eine Flügelzellenpumpe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Steuerscheiben für Flügelzellenpumpen sind in den unter schiedlichsten Ausgestaltungen bekannt. Beispielsweise zeigt die DE-196 51 386 eine Flügelzellenpumpe, welche einen von einer Welle angetriebenen Rotor und einen Kurvenring auf weist, der ausserhalb der Welle angeordnet ist. Zwischen dem Rotor und dem Kurvenring sind mehrere Arbeitsschieber ange ordnet. Seitlich werden der Rotor und der Kurvenring von je weils einer Druckplatte begrenzt.

Da bei der Förderung von beispielsweise Kraftstoffen für Kraftfahrzeuge häufig Luft im Fördermedium enthalten ist, muss eine Entlüftung vorgesehen werden. Diese Entlüftung ist insbesondere beim Startvorgang des Motors mit entsprechenden Startdrehzahlen notwendig.

Um eine Entlüftung zu gewährleisten, ist beispielsweise wie in Fig. 5 gezeigt, an einem Druckbereich der benachbart zu einem Kurvenring 9 angeordneten Steuerscheibe 2 eine Durch gangsbohrung 5 vorgesehen, in welcher ein Drosselbolzen 22 angeordnet ist. Am Aussenumfang des Drosselbolzens ist eine Spiralnut 23 vorgesehen, welche eine Entlüftung eines gasför migen Mediums aus dem Kraftstoff ermöglicht. Diese bekannte Lösung erfordert die Herstellung des Drosselbolzens 22 mit der Spiralnut 23 sowie die Herstellung einer abgestuften Durchgangsbohrung in der Steuerscheibe. Hierbei besteht ins besondere die Gefahr, dass sich bei der Montage des Drossel bolzens in der Verbindungsbohrung während der Herstellung er zeugte Späne in der Spiralnut festsetzen und diese verstop fen. Dadurch ist die Entlüftungsfunktion über den Drosselbol zen nicht mehr gewährleistet.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuer scheibe insbesondere für eine Flügelzellenpumpe bereitzustel len, welche bei einfachem Aufbau und einfacher, kostengünsti ger Herstellbarkeit eine sichere Entlüftungsfunktion gewähr leistet.

Diese Aufgabe wird durch eine Steuerscheibe für eine Flügel zellenpumpe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprü che.

Erfindungsgemäß wird somit eine Steuerscheibe insbesondere für eine Flügelzellenpumpe bereitgestellt, welche eine Druck öffnung, eine Saugöffnung und eine Entlüftungsvorrichtung um fasst. Die Entlüftungsvorrichtung ist dabei mit der Drucköff nung verbunden. Weiter ist die Entlüftungsvorrichtung als nutförmige Aussparung bzw. Nut in einer Seitenfläche der Steuerscheibe ausgebildet. Da die Nut einfach und kostengüns tig herstellbar ist, ergeben sich erfindungsgemäß geringere Herstellungskosten. Weiterhin können auch die Montagekosten verringert werden, da keine Montage eines Drosselbolzens o. ä. als Entlüftungsvorrichtung notwendig ist. Überdies wird durch das Vorsehen der Nut die Gefahr, dass sich Späne während der Montage des Drosselbolzens in dem Entlüftungspfad festsetzen, deutlich verringert. Damit kann erfindungsgemäß eine zuver lässige Entlüftung sichergestellt werden.

Es sei angemerkt, dass gemäß der Erfindung unter dem Begriff Nut eine nutförmige Aussparung mit einem beliebigen Quer schnitt, z. B. V-förmig, U-förmig, T-förmig oder auch kanal förmig mit zwei senkrechten und einer waagrechten Wand, ver standen wird.

Vorzugsweise weist die Nut über ihre Länge eine kontinuierli che Querschnittsänderung auf. Dadurch kann die Nut neben ih rer Entlüftungsfunktion gleichzeitig auch eine Drosselwirkung bereitstellen.

Um eine definierte Drosselwirkung zu erreichen, verringert sich die Querschnittsfläche der Nut bevorzugterweise kontinu ierlich.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfin dung sind die Drucköffnung und die Saugöffnung jeweils bogen förmig bzw. nierenförmig ausgebildet.

Um eine einfache Herstellung der erfindungsgemäßen Nut zu er möglichen, ist die Nut bogenförmig ausgebildet. Dadurch ist es möglich, dass die Nut z. B. mittels eines angetriebenen Werkzeugs beim ohnehin notwendigen Drehen auf einer Maschine hergestellt wird.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der vorliegen den Erfindung ist die nutförmige Aussparung linear, d. h. ge radlinig und nicht bogenförmig ausgebildet. Dies ermöglicht eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung der nutförmigen Aussparung.

Vorzugsweise endet die Nut in einer in der Steuerscheibe vor gesehenen Durchgangsbohrung. Dadurch kann der Entlüftungspfad in der Flügelzellenpumpe auf einfache Weise geführt werden.

Da bevorzugterweise die Tiefe der Nut der Tiefe der Druck öffnung in der Steuerscheibe entspricht, kann die Nut gleich zeitig mit der Drucköffnung hergestellt werden.

Um eine möglichst einfache Winkeleinbaulage der Steuerscheibe in die Flügelzellenpumpe zu ermöglichen, verläuft die Nut über ungefähr ein Viertel des Umfangs der Steuerscheibe. Dies ermöglicht einerseits eine schnelle Montage und andererseits eine zuverlässige Entlüftung.

Erfindungsgemäß wird weiterhin eine Flügelzellenpumpe mit ei ner wie oben beschriebenen Steuerscheibe bereitgestellt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf eine Verwendung bei Flügelzellenpumpen beschränkt sondern kann auch bei ande ren Pumpen, welche Steuerscheiben oder andere Seitenscheiben aufweisen, verwendet werden.

Somit stellt die vorliegende Erfindung eine Steuerscheibe insbesondere für Flügelzellenpumpen bereit, welche durch Aus gestaltung einer Entlüftungsvorrichtung als nutförmige Aus sparung auf einfache Weise eine zuverlässige Entlüftung ge währleistet und die Herstellungs- und Montagekosten gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen deutlich verringert.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausfüh rungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben.

In der Zeichnung ist:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Steuerscheibe gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin dung;

Fig. 2 eine schematische Schnittansicht einer Flügelzellen pumpe mit einer Steuerscheibe gemäß dem ersten Aus führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 3 eine schematische Sinnbilddarstellung einer Diesel- Common-Rail-Pumpe umfassend eine Flügelzellenpumpe mit einer Steuerscheibe gemäß der vorliegenden Erfin dung

Fig. 4 eine schematische Teildraufsicht einer Steuerscheibe gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorlie genden Erfindung und

Fig. 5 eine schematische Schnittansicht einer Entlüftungs vorrichtung gemäß dem Stand der Technik.

In den Fig. 1 und 2 ist eine Steuerscheibe bzw. eine Flü gelzellenpumpe gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt.

Wie in Fig. 1 gezeigt, umfasst die erfindungsgemäße Steuer scheibe 2 eine Druckniere 3 und eine Saugniere 4, welche als Aussparungen an einer Seitenfläche der Steuerscheibe 2 gebil det sind. Weiter ist in der Seitenfläche der Steuerscheibe 2 eine Entlüftungsnut 6 vorgesehen, welche die Druckniere 3 mit einer in der Steuerscheibe 2 gebildeten Durchgangsbohrung 5 verbindet.

Wie in Fig. 1 dargestellt, ist die Entlüftungsnut derart ausgebildet, dass sich ihre Querschnittsfläche ausgehend von der Druckniere 3 zur Durchgangsbohrung 5 kontinuierlich ver ringert. Dabei ist die Entlüftungsnut bogenförmig ausgebil det, wobei der Radiusmittelpunkt der Nut 6 dem der Druckniere 3 entspricht.

Weiter ist an der Seitenfläche der Steuerscheibe noch eine ringförmige Nut 7 vorgesehen, welche mit der Druckniere 3 über eine Verbindungsnut 8 verbunden ist. Eine Mittelbohrung 15 dient zur Aufnahme einer Welle (vgl. Fig. 2).

In Fig. 2 ist eine Flügelzellenpumpe 1 mit einer erfindungs gemäßen Steuerscheibe 2 dargestellt. Die Flügelzellenpumpe 1 umfasst eine Antriebswelle 11, einen Rotor 10, mehrere Flügel (nicht gezeigt) und einen Kurvenring 9, welche in einem Ge häuse 12 angeordnet sind. Im Rotor 10 sind mehrere schlitz förmige Kammern vorgesehen, in welchen die Flügel der Pumpe angeordnet sind. Ein Deckel 13 umschließt diese Teile der Flügelzellenpumpe 1 von der anderen Seite (vgl. Fig. 2).

Die schlitzförmigen Kammern des Rotors sind über die ringför mige Nut 7 mit der Druckniere 3 der Steuerscheibe 2 verbun den, um die Flügel je nach ihrer Position nach aussen zu drü cken. Kraftstoff wird über einen Zufuhrkanal 14 angesaugt und dann in zwischen dem Rotor 10 und dem Kurvenring 9 gebildeten Druckkammern, welche durch die Flügel begrenzt werden, auf ein höheres Druckniveau gebracht und an eine Druckleitung 16 wieder abgegeben. Da die Entlüftungsnut 6 mit der Druckniere 3 verbunden ist, kann mit geförderte Luft über die Entlüf tungsnut 6 abgeführt werden und durch die Durchgangsbohrung 5 weitergeleitet werden. Durch die sich kontinuierlich verrin gernde Querschnittsfläche der Entlüftungsnut 5 erfolgt bei der Entlüftung auch noch gleichzeitig eine Drosselung der ab geführten Luft.

In Fig. 3 ist ein Beispiel einer Verwendung der Flügelzel lenpumpe 1 mit der erfindungsgemäßen Steuerscheibe 2 in einer Diesel-Common-Rail-Pumpe dargestellt. Wie in Fig. 3 gezeigt, umfasst die Diesel-Common-Rail-Pumpe zwei Pumpen, nämlich die Flügelzellenpumpe 1 als Vorförderpumpe bzw. Niederdruckpumpe und eine Hochdruckpumpe 17 die z. B. als Radialkolbenpumpe ausgebildet ist. Aus einem Tank 18 saugt die Flügelzellenpum pe 1 Kraftstoff an, welcher vor der Pumpe 1 durch einen Fil ter 19 geführt wird. Bei einer entsprechenden Stellung eines 2/2-Wegeventils 20 wird der durch die Flügelzellenpumpe auf ein erstes Druckniveau gebrachte Kraftstoff durch die Hoch druckpumpe 17 auf das gewünschte Druckniveau des Common-Rail gebracht (ca. 1600.10⁵Pa bis 1800.10⁵Pa).

Um eine Entlüftung des Kraftstoffs nach der ersten Druckerhö hung zu ermöglichen, ist eine Entlüftungsstrecke 21 vorgese hen, welche über die in der Steuerscheibe 2 gebildete Nut 6 mit der Flügelzellenpumpe 1 in Verbindung steht. Hierbei er folgt der Rücklauf der angesaugten Luft über den Kurbelraum der Hochdruckpumpe 17 zurück in den Tank 18. In der Sinnbild darstellung von Fig. 3 ist die Nut 6 als Drosselelement dar gestellt, da sie neben der Entlüftungsfunktion auch eine Drosselfunktion bereitstellt.

In Fig. 4 ist eine Steuerscheibe gemäß einem zweiten Ausfüh rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugs zeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet. Da das zweite Ausführungsbeispiel im wesentlichen dem ersten Ausfüh rungsbeispiel entspricht, werden nachfolgend nur unterschiede im Detail beschrieben.

Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist eine Nut 6, welche eine Druckniere 3 mit der Durchgangsbohrung 5 verbin det, linear, d. h. geradlinig, ausgebildet. Dadurch kann ins besondere die Verjüngung der Nut 6 einfach und kostengünstig hergestellt werden. Ansonsten entspricht die Steuerscheibe 2 des zweiten Ausführungsbeispiels der des ersten Ausführungs beispiels, so dass auf eine weitere Beschreibung verzichtet werden kann.

Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung eine Steu erscheibe 2 insbesondere für Flügelzellenpumpen welche eine Saugöffnung 4 und eine Drucköffnung 3 aufweist. Um eine Ent lüftung von Luft zu ermöglichen, welche über die Saugöffnung 4 mit angesaugt worden ist, ist an der Drucköffnung 3 der Steuerscheibe 2 eine Entlüftungsvorrichtung vorgesehen, wel che in Form einer nutförmigen Aussparung 6 in der Steuer scheibe 2 ausgebildet ist.

Die vorhergehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rah men der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifika tionen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu verlassen.

Bezugszeichenliste

1

Flügelzellenpumpe

2

Steuerscheibe

3

Druckniere

4

Saugniere

5

Durchgangsbohrung

6

Nut

7

ringförmige Nut

8

Verbindungsnut

9

Kurvenring

10

Rotor

11

Welle

12

Gehäuse

13

Deckel

14

Zufuhrkanal

15

Mittelbohrung

16

Druckleitung

17

Hochdruckpumpe

18

Tank

19

Filter

20

2/2-Wegeventil

21

Entlüftungsstrecke

22

Drosselbolzen

23

Spiralnut

Claims

1. Steuerscheibe insbesondere für eine Flügelzellenpumpe umfassend eine Drucköffnung (3), eine Saugöffnung (4) und ei ne Entlüftungsvorrichtung, welche mit der Drucköffnung ver bunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ent lüftungsvorrichtung als nutförmige Aussparung (6) in einer Seitenfläche der Steuerscheibe (2) ausgebildet ist.

2. Steuerscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die nutförmige Aussparung (6) über ihre Länge eine kontinuierliche Querschnittsänderung aufweist.

3. Steuerscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, dass sich die Querschnittsfläche der nutförmi gen Aussparung (6) kontinuierlich verringert.

4. Steuerscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, dass die Drucköffnung (3) und die Saugöffnung (4) jeweils bogenförmig ausgebildet sind.

5. Steuerscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, dass die nut förmige Aussparung (6) bogenförmig ausgebildet ist.

6. Steuerscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, dass die nutförmige Aussparung (6) linear ausgebildet ist

7. Steuerscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, dass die nutförmige Aussparung (6) in einer in der Steuerscheibe (2) vorgesehenen Durch gangsbohrung (5) endet.

8. Steuerscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da durch gekennzeichnet, dass die Tiefe der nutförmigen Aussparung (6) der Tiefe der Drucköffnung (3) in der Steuer scheibe (2) entspricht.

9. Steuerscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da durch gekennzeichnet, dass die nutförmige Aussparung (6) über ungefähr ein Viertel des Umfangs der Steuerscheibe (2) verläuft.

10. Steuerscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da durch gekennzeichnet, dass die nutförmige Aussparung (6) einen V-förmigen, U-förmigen, T-förmigen oder kanalförmi gen Querschnitt aufweist.

11. Flügelzellenpumpe mit einer Steuerscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche.