DE10160200A1

DE10160200A1 - Vane pump

Info

Publication number: DE10160200A1
Application number: DE2001160200
Authority: DE
Inventors: Johann Merz
Original assignee: ZF Lenksysteme GmbH
Current assignee: Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Priority date: 2001-12-07
Filing date: 2001-12-07
Publication date: 2003-06-18
Also published as: EP1318305A3; EP1318305A2

Abstract

Eine Flügelzellenpumpe zum Erzeugen eines Druckmittelstromes zu einem Verbraucher, insbesondere einer Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge, weist folgende Merkmale auf: DOLLAR A - eine Pumpensaugseite (1), die von einem Sauganschluß (2) mit einem Druckmittel versorgbar ist und eine Pumpendruckseite (3), die mittels einer Hauptdruckleitung (4) mit dem Verbraucher verbindbar ist; DOLLAR A - ein Pumpengehäuse (5), in dem ein Kurvenring (9) eingesetzt und eine Antriebswelle mit einem Rotor gelagert ist, wobei der Rotor Schlitze (7) aufweist, in denen Flügel (8) verschiebbar geführt sind; DOLLAR A - zwei druckbeaufschlagte Stelleinrichtungen (15, 16) zur Veränderung der Exzentrität des Kurvenrings; DOLLAR A - einen Hinterflügelölkanal (14), der über Bohrungen und Nuten mit der Pumpendruckseite (3) verbunden ist; und DOLLAR A - eine durch den Kurvenring (9) und den Rotor (6) gebildete Arbeitskammer (10), die in axialer Richtung durch Steuerplatten begrenzt ist, wobei die Arbeitskammer (10) eine Saugzone (11) und eine Druckzone (12) aufweist und durch die Flügel (8) unterteilte Förderkammern gebildet sind. DOLLAR A Dabei ist die Stelleinrichtung mit dem Druck des Hinterflügelölkanals (14) beaufschlagt.A vane pump for generating a pressure medium flow to a consumer, in particular an auxiliary power steering system for motor vehicles, has the following features: DOLLAR A - a pump suction side (1) which can be supplied with pressure medium from a suction connection (2) and a pump pressure side (3) which can be connected to the consumer by means of a main pressure line (4); DOLLAR A - a pump housing (5), in which a cam ring (9) is inserted and a drive shaft with a rotor is mounted, the rotor having slots (7) in which vanes (8) are slidably guided; DOLLAR A - two pressurized actuators (15, 16) for changing the eccentricity of the cam ring; DOLLAR A - a rear wing oil channel (14) which is connected to the pump pressure side (3) via bores and grooves; and DOLLAR A - a working chamber (10) formed by the cam ring (9) and the rotor (6), which is delimited in the axial direction by control plates, the working chamber (10) having a suction zone (11) and a pressure zone (12) and divided by the wings (8) conveying chambers. DOLLAR A The actuator is pressurized with the rear wing oil duct (14).

Description

Die Erfindung betrifft eine Flügelzellenpumpe zum Erzeugen eines Druckmittelstromes zu einem Verbraucher gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. The invention relates to a vane pump for Generation of a pressure medium flow to a consumer according to the preamble of claim 1.

Derartige Flügelzellenpumpen mit veränderlichem Verdrängervolumen sind hinlänglich aus der Praxis bekannt und weisen einen meist kreisförmigen Kurvenring auf, dessen Exzentrität und damit das Verdrängervolumen der Pumpe stufenlos verändert werden kann. Die Pumpe weist dabei eine durch den Kurvenring und den Rotor gebildete Arbeitskammer auf, die in axialer Richtung durch Steuerplatten begrenzt ist, wobei in der Arbeitskammer eine Saugzone und eine Druckzone ausgebildet ist. In Schlitzen des Rotors sind Flügel verschiebbar geführt, welche die Arbeitskammer in Förderkammern unterteilen. Bei diesem Pumpenprinzip liegen sich Pumpendruck- und Pumpensaugseite gegenüber. Die Verschiebung des Kurvenrings erfolgt durch den Systemdruck, wobei der Kurvenring beim Verstellen im Pumpengehäuse abrollt bzw. verschiebt. Such vane pumps with variable Displacer volumes are well known in practice and have a mostly circular curve ring, its eccentricity and thus the displacement volume of the Pump can be changed continuously. The pump points one through the cam ring and the rotor formed working chamber on in the axial direction Control plates is limited, being in the working chamber a suction zone and a pressure zone is formed. In Slots of the rotor are slidably guided blades, which divide the working chamber into production chambers. With this pump principle there are pump pressure and Pump suction side opposite. The shift of the The cam ring takes place through the system pressure, whereby the Curve ring rolls in the pump housing when adjusting or shifts.

Die Veränderung der Exzentrität des Kurvenrings erfolgt im allgemeinem mit Hilfe hydraulischer Stellkolben die senkrecht zur Förderrichtung angeordnet sind. Dabei ist der kleinere Stellkolben ständig mit dem Hochdruck beaufschlagt und drückt den Kurvenring gegen den größeren Stellkolben, der je nach Betriebszustand von einem Steuer- bzw. Regelventil abgesperrt, mit Druck beaufschlagt oder entlastet wird. Dementsprechend wird der Hubring festgehalten oder bewegt sich in die eine oder andere Richtung. Die Rückstellung in eine Ausgangslage erfolgt durch eine Feder, die den kleineren Stellkolben unterstützt. The change in the eccentricity of the cam ring is generally done with the help of hydraulic Actuating pistons that are arranged perpendicular to the conveying direction. The smaller control piston is always with the High pressure is applied and presses the cam ring against the larger control piston, depending on the operating state shut off by a control valve, with Pressure is applied or relieved. Accordingly, the cam ring is held or moves in one direction or another. The provision in a starting position is made by a spring, the supports smaller actuating pistons.

Der Druck, mit dem die Stellkolben beaufschlagt werden, wird direkt aus der Pumpendruckseite aus einem Hochdruckkanal bzw. der Hauptdruckleitung entnommen. Mit diesem Druck wird auch der Hinterflügelölkanal beaufschlagt, so daß die in den Schlitzen des Rotors geführten Flügel auf ihrer Innenseite mit Druck beaufschlagt und gegen den Kurvenring gepreßt werden. The pressure applied to the actuating pistons be directly from the pump pressure side from a High pressure duct or the main pressure line removed. With this pressure also the rear wing oil channel acted on, so that in the slots of the rotor guided wings on the inside with pressure applied and pressed against the cam ring.

Aus der Praxis sind auch Flügelzellenpumpen mit einer Leistungsregelung bekannt, bei denen mit einer Meßblende der geförderte Druckmittelstrom angestaut wird. Der Differenzdruck wirkt dann jeweils auf einen Stellkolben auf der Druckseite des Kurvenrings und auf einen Stellkolben auf der gegenüberliegenden Seite. Wird ein bestimmter Differenzdruck bei einer bestimmten Drehzahl erreicht, so wird der Kurvenring verschoben und folglich das Volumen der Förderkammern verringert. Vane pumps with one are also practical Power regulation known, where with a Metering orifice the pumped pressure medium flow is accumulated. The differential pressure then acts on one Set piston on the pressure side of the cam ring and on an actuating piston on the opposite side. Becomes a certain differential pressure at a certain Speed is reached, the cam ring is shifted and consequently the volume of the delivery chambers is reduced.

Der Nachteil aller bekannten Lösungen besteht darin, daß der gesamte geförderte Ölstrom mit dem sogenannten Regeldruck bzw. dem Differenzdruck beaufschlagt wird. Bei einem geringen Arbeitsdruck im System ist somit die Leistungsaufnahme der Pumpe relativ hoch. Dies führt dazu, daß derartige Pumpen bei niedrigen bis mittleren Drehzahlen einen unbefriedigenden Wirkungsgrad aufweisen und gegenüber Flügelzellenpumpen mit konstantem Verdrängervolumen keine Energie eingespart werden kann. The disadvantage of all known solutions is that that the total oil flow extracted with the so-called Control pressure or the differential pressure is applied. With a low working pressure in the system is thus the power consumption of the pump is relatively high. This leads to such pumps at low to medium speeds an unsatisfactory Have efficiency and compared to vane pumps constant displacer volume no energy saved can be.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile des Standes der Technik zu lösen, insbesondere eine einfache und kostengünstig herzustellende Flügelzellenpumpe mit einer vorteilhaften Steuerung der Exzentrität des Kurvenrings zu schaffen, bei der, auch bei niedrigen und mittleren Drehzahlen, ein optimaler Wirkungsgrad und eine geringe Leistungsaufnahme realisierbar ist. The present invention is based on the object the mentioned disadvantages of the prior art solve, especially a simple and inexpensive Vane pump to be manufactured with an advantageous Control the eccentricity of the cam ring to create at, even at low and medium speeds, optimal efficiency and low Power consumption is realizable.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst. This object is achieved by the characterizing features of claim 1 solved.

Dadurch, daß eine Stelleinrichtung mit dem Druck des Hinterflügelölkanals beaufschlagt ist, läßt sich der Kurvenring in besonders vorteilhafter Weise verschieben. Der Erfinder hat in nicht naheliegender Weise erkannt, daß das Druckmittel nicht nur in den Förderkammern, sondern auch im Hinterflügelölkanal gepumpt wird. Dies erfolgt dadurch, daß die Flügel auf der Saugseite nach außen wandern und somit das Druckmittel aus dem Drucksammelraum ansaugen. Auf der Druckseite wird das Druckmittel durch das Zurückschieben der Flügel wieder ausgeschoben. Die Fördermenge ergibt sich dabei aus der Flügelstirnseitenfläche mal dem Hub und ist drehzahlproportional. Es handelt sich hierbei um eine kleine Druckmittelmenge, die in vorteilhafter Weise zur Verschiebung des Kurvenrings und somit zur Veränderung des Fördervolumens in der Arbeitskammer verwendet werden kann. The fact that an actuator with the pressure of Rear wing oil channel is acted upon, the Curve ring in a particularly advantageous manner move. The inventor did not make it obvious recognized that the pressure medium not only in the Production chambers, but also pumped in the rear wing oil channel becomes. This is done in that the wings on the Move the suction side to the outside and thus the pressure medium aspirate from the pressure collection chamber. On the print page is the pressure medium by pushing back Wings pushed out again. The delivery rate results thereby from the wing face surface times the stroke and is proportional to the speed. It is about a small amount of pressure medium, which is advantageous Way to move the cam ring and thus to Change in the funding volume in the work chamber can be used.

Das Druckmittel kann an eine Meßblende angestaut werden, so daß der Differenzdruck auf die Stelleinrichtungen wirkt. Die Meßblende kann dabei derart ausgebildet bzw. angeordnet sein, daß an einer Stelleinrichtung der höhere, sich mit steigender Drehzahl weiter erhöhende Druck der Hinterflügelölkammer und an der anderen Stelleinrichtung der durch die Blende geringere Druck anliegt. Der geringere Druck kann dabei dem Druck der Pumpendruckseite entsprechen. Die Meßblende kann in vorteilhafter Weise in einer Nebenstromleitung angeordnet sein, die von dem Hinterflügelölkanal bzw. der mit dem höheren Druck beaufschlagten Stelleinrichtung, in die Hauptdruckleitung führt. Bevor die Nebenstromleitung in die Hauptdruckleitung mündet, führt die Nebenstromleitung von der mit dem geringeren Druck beaufschlagten Seite der Meßblende mittels einer Zweigleitung direkt zu der für den geringeren Druck ausgebildeten Stelleinrichtung. The pressure medium can be dammed up on a measuring orifice be so that the differential pressure on the Actuators works. The orifice plate can be such be formed or arranged that on a Actuator the higher, with increasing speed further increasing pressure of the rear wing oil chamber and on the other control device through the aperture lower pressure is present. The lower pressure can correspond to the pressure on the pump pressure side. The Measuring orifice can advantageously in a Branch line may be arranged by the Rear wing oil duct or the one with the higher pressure actuated device leads into the main pressure line. Before the bypass line into the main pressure line opens, the bypass line leads from the with the lower pressure side of the orifice plate by means of a branch line directly to that for the lower pressure trained actuator.

Wie sich in Versuchen herausgestellt hat, ist die Leistungsaufnahme deutlich geringer als bei allen bisher bekannten Flügelzellenpumpen. In vorteilhafter Weise muß nicht mehr der gesamte geförderte Druckmittelstrom mit dem Regeldruck bzw. dem Differenzdruck beaufschlagt werden. As has been found in experiments, that is Power consumption significantly lower than with all previously known vane pumps. Advantageously no longer has to be the entire flow of pressure medium conveyed with the control pressure or the differential pressure be charged.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht eine Steuerung der Flügelzellenpumpe durch den drehzahlproportional ansteigenden Druck im Hinterflügelölkanal, ohne daß aufwendige, konstruktive Maßnahmen notwendig sind bzw. Leistungsverlust bei niedrigen bzw. mittleren Drehzahlbereichen in Kauf genommen werden müssen. The solution according to the invention enables control the vane pump by the speed proportional increasing pressure in the rear wing oil passage without complex, constructive measures are necessary or Low or medium power loss Speed ranges must be accepted.

Von Vorteil ist es, wenn in der zum Verbraucher führenden Hauptdruckleitung eine Drosselblende angeordnet ist, die zur Steuerung einer Bypassleitung mit einem Bypassventil korrespondiert. It is an advantage if in to the consumer leading main pressure line arranged a throttle is to control a bypass line with a Bypass valve corresponds.

Durch die Bypassleitung kann, als zusätzliche Maßnahme zu der Verschiebung des Kurvenrings bzw. der Reduzierung des Hubs in den Förderkammern, der Verlauf des Druckmittelstromes zu dem Verbraucher in vorteilhafter Weise beeinflußt werden. Dabei kann ein überschüssiger Druckmittelstrom durch die Bypassleitung in energetisch vorteilhafter Weise zu dem Sauganschluß bzw. zur Pumpensaugseite zurückgeführt und einem Druckmittelstrom aus einem Ölbehälter zugeführt werden. Through the bypass line, as an additional measure to the displacement of the cam ring or the Reduction of the stroke in the delivery chambers, the course of the Pressure medium flow to the consumer in an advantageous manner Way to be influenced. It can be an excess Pressure medium flow through the bypass line in energetically advantageous way to the suction port or Pump suction side returned and one Pressure medium stream are supplied from an oil tank.

Durch das Bypassventil und das Verschieben des Kurvenringes kann ein definierter Verlauf des Druckmittelstromes zu dem Verbraucher realisiert werden. Dabei kann auch ein fallender Verlauf des Druckmittelstromes bei steigender Pumpendrehzahl realisiert werden. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn es sich bei dem Verbraucher um eine Hilfskraftlenkung eines Kraftfahrzeuges handelt, da bei höheren Pumpendrehzahlen auch die Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges entsprechend höher ist, so daß ein höherer Lenkwiderstand die Fahrdynamik und das Fahrgefühl verbessert. By the bypass valve and moving the Curve ring can have a defined course of the Pressure medium flow to the consumer can be realized. there can also be a falling course of the pressure medium flow can be realized with increasing pump speed. This is particularly advantageous if it is Consumers for steering an assistant Motor vehicle acts because at higher pump speeds also Driving speed of the motor vehicle accordingly is higher, so that a higher steering resistance Driving dynamics and driving feel improved.

Eine besonders vorteilhafte überlagerte Bypassregelung ist dabei in der WO 99/19629 A1 beschrieben. Dabei ist die Querschnittsfläche der Blende bei ansteigendem, an der Blende anstehendem Druck vergrößerbar ausgeführt. Der Kolben ist durch einen an der Blende anstehenden Druck ausschließlich gegen die Kraft einer Feder verschiebbar, so daß die Querschnittsfläche der Blende druckabhängig veränderbar ist. Der Kolben kann sich dadurch schnell und in Abhängigkeit vom Förderdruck einstellen. Bei niedrigen Drücken, beispielsweise bei 4 Bar, befindet sich der Kolben in einer Position, in der die Querschnittsfläche der Blende teilweise verschlossen ist. Bei steigendem Druck beginnt sich der Kolben gegen die Feder zu verschieben. Dabei wird die offene Querschnittsfläche der Blende vergrößert. A particularly advantageous overlaid bypass control is described in WO 99/19629 A1. It is the cross-sectional area of the diaphragm with increasing, on the aperture pressure can be enlarged. The piston is in contact with the orifice Pressure only against the force of a spring slidable so that the cross-sectional area of the aperture is changeable depending on the pressure. The piston can therefore fast and depending on the delivery pressure to adjust. At low pressures, for example at 4 bar, the piston is in a position in of the cross-sectional area of the aperture partially is closed. With increasing pressure the begins To move the piston against the spring. The open cross-sectional area of the panel enlarged.

In einer konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der Bypassdruckmittelstrom durch eine Verschneidung bzw. einen Injektor dem Druckmittelstrom zu der Saugzone der Arbeitskammer zuführbar ist. In a constructive embodiment of the invention can be provided that the bypass pressure medium flow through an intersection or an injector Pressure medium flow to the suction zone of the working chamber is feedable.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen und aus den nachfolgend, anhand der Zeichnung, prinzipmäßig dargestellten Ausführungsbeispielen. Advantageous refinements and developments of Invention arise from the others Subclaims and from the following, based on the drawing, exemplary embodiments shown in principle.

Es zeigt: It shows:

Fig. 1 ein hydraulisches Schaubild der erfindungsgemäßen Flügelzellenpumpe; und FIG. 1 is a hydraulic diagram of the vane pump according to the invention; and

Fig. 2 ein hydraulisches Schaubild der erfindungsgemäßen Flügelzellenpumpe gemäß Fig. 1 mit einer Bypassregelung. Fig. 2 is a hydraulic diagram of the vane pump according to the invention shown in FIG. 1 with a bypass control.

Der Aufbau einer Flügelzellenpumpe mit veränderlichem Verdrängervolumen ist grundsätzlich bereits bekannt, weshalb nachfolgend nur auf die für die Erfindung wesentlichen Merkmale näher eingegangen wird. The construction of a vane pump with variable Displacement volume is basically already known, which is why only the following for the invention essential features will be discussed in more detail.

Die Flügelzellenpumpe weist eine Pumpensaugseite 1 mit einem Sauganschluß 2 und eine Pumpendruckseite 3 auf. Die Pumpendruckseite 3 ist mittels einer Hauptdruckleitung 4 mit einem nicht näher dargestellten Verbraucher verbindbar. In besonderer Weise eignet sich die Flügelzellenpumpe dabei zur Versorgung einer Hilfskraftlenkung eines Kraftfahrzeuges. The vane pump has a pump suction side 1 with a suction connection 2 and a pump pressure side 3 . The pump pressure side 3 can be connected to a consumer (not shown in more detail) by means of a main pressure line 4 . The vane pump is particularly suitable for supplying power steering of a motor vehicle.

In einem Pumpengehäuse 5 der Flügelzellenpumpe ist eine nicht dargestellte Antriebswelle gelagert, die mit einem auf ihr befindlichen Rotor 6 verbunden ist. Die Radialkraft des Rotors 6 wird dabei in bekannter und nicht dargestellter Weise durch geeignete Lager beherrscht. Der Rotor 6 weist radial angeordnete Schlitze 7 auf, in denen Flügel 8 verschiebbar geführt sind. A drive shaft, not shown, is mounted in a pump housing 5 of the vane pump and is connected to a rotor 6 located on it. The radial force of the rotor 6 is controlled in a known and not shown manner by suitable bearings. The rotor 6 has radially arranged slots 7 , in which vanes 8 are guided.

In dem Pumpengehäuse 1 ist außerdem ein kreisförmiger Kurvenring 9 eingesetzt, dessen Exzentrität und damit das Verdrängervolumen der Flügelzellenpumpe stufenlos verändert werden kann. Zwischen der zylindrischen Umfangsfläche des Rotors 6 und der Bohrung des Kurvenrings 9 befindet sich eine Arbeitskammer 10, die durch die Verschiebung des Kurvenrings 9 verändert werden kann. Die Arbeitskammer 10 weist dabei eine Saugzone 11 sowie eine Druckzone 12 auf und wird durch die Flügel 8 in Förderkammern 13 unterteilt. Aus der Druckzone 12 wird der Druckmittelstrom in Richtung der Pumpendruckseite 3 in den Hauptdruckkanal 4 bzw. einen bekannten, nicht dargestellten, Drucksammelraum abgelassen. In the pump housing 1 , a circular cam ring 9 is also used, the eccentricity and thus the displacement volume of the vane pump can be changed continuously. Between the cylindrical peripheral surface of the rotor 6 and the bore of the cam ring 9 there is a working chamber 10 which may be changed by the displacement of the cam ring. 9 The working chamber 10 has a suction zone 11 and a pressure zone 12 and is divided into feed chambers 13 by the vanes 8 . The pressure medium flow is discharged from the pressure zone 12 in the direction of the pump pressure side 3 into the main pressure channel 4 or a known pressure collection chamber (not shown).

Wie aus den Figuren ersichtlich ist, weist die Flügelzellenpumpe einen Hinterflügelölkanal 14 auf, der über nicht näher dargestellte Bohrungen 19 und Nuten in üblicher Weise mit der Pumpendruckseite 3 bzw. mit dem Drucksammelraum verbunden ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Hinterflügelölkanal 14 über die Druckleitung 20 mit der Hauptdruckleitung 4 verbunden. As can be seen from the figures, the vane cell pump has a rear vane oil channel 14 which is connected in a conventional manner to the pump pressure side 3 or to the pressure collection space via bores 19 and grooves (not shown). In the illustrated embodiment, the rear wing oil duct 14 is connected to the main pressure line 4 via the pressure line 20 .

Durch den Hinterflügelölkanal 14 werden die in den Schlitzen 7 des Rotors 6 geführten Flügel 8 auf ihrer Innenseite mit Druck beaufschlagt und gegen den Kurvenring 9 gepreßt. Die Hubbewegung der Flügel 8 wird dabei durch die Position des Kurvenrings 9 bestimmt. Durch die Hubbewegung der Flügel 8 entsteht, wie bereits beschrieben, eine Hinterflügelölpumpe, die einen überlagerten Staudruck im Hinterflügelölkanal 14 erzeugt. Through the rear wing oil channel 14 , the vanes 8 guided in the slots 7 of the rotor 6 are pressurized on their inside and pressed against the cam ring 9 . The lifting movement of the wings 8 is determined by the position of the cam ring 9 . As already described, the lifting movement of the wings 8 creates a rear wing oil pump which generates a superimposed dynamic pressure in the rear wing oil channel 14 .

Zur Verschiebung des Kurvenrings 9 bzw. zur Verstellung der Exzentrität werden zwei druckbeauschlagte Stelleinrichtungen 15, 16 verwendet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Stelleinrichtungen 15, 16 durch die Außenseiten des Kurvenrings 9 gebildet bzw. die Außenseiten werden von dahinterliegenden Räumen druckbeaufschlagt. Die beiden Außenseiten sind dabei durch ein Dichtelement 17 gegeneinander abgedichtet. Two pressure-actuated actuating devices 15 , 16 are used to shift the cam ring 9 or to adjust the eccentricity. In the exemplary embodiment shown, the actuating devices 15 , 16 are formed by the outer sides of the cam ring 9 or the outer sides are pressurized by the spaces behind them. The two outer sides are sealed against one another by a sealing element 17 .

Wie aus den Figuren ersichtlich ist, ist die der Arbeitskammer 10 des Kurvenrings benachbarte erste Stelleinrichtung 15 (bzw. der dahinterliegende Raum), mit dem Druck des Hinterflügelölkanals 14 und die entgegengesetzt angeordnete zweite Stelleinrichtung 16 mit dem Druck der Pumpendruckseite 3 beaufschlagt. Die zweite Stelleinrichtung 16 weist dabei eine Feder 18 auf, deren Federkraft dem Druck der ersten Stelleinrichtung 15 entgegenwirkt. As can be seen from the figures, the first actuating device 15 (or the space behind it) adjacent to the working chamber 10 of the cam ring is pressurized by the rear wing oil channel 14 and the oppositely arranged second actuating device 16 by the pressure of the pump pressure side 3 . The second actuating device 16 has a spring 18 , the spring force of which counteracts the pressure of the first actuating device 15 .

Die erste Stelleinrichtung 15 ist mit dem Hinterflügelölkanal 14 durch eine Hinterflügelölkanalleitung 19 verbunden und somit mit dem im Hinterflügelölkanal 14 herrschenden Druck (Betriebsdruck + Staudruck) beaufschlagt. The first actuating device 15 is connected to the rear wing oil channel 14 by a rear wing oil channel line 19 and is thus subjected to the pressure prevailing in the rear wing oil channel 14 (operating pressure + dynamic pressure).

Von der ersten Stelleinrichtung 15 führt eine Nebenstromleitung 20, in der eine Blende 21 angeordnet ist, zu der zweiten Stelleinrichtung 16 bzw. verzweigt sich zu dem Hauptdruckkanal 4. Aufgrund der Blende 21 entsteht ein Differenzdruck zwischen der ersten Stelleinrichtung 15 und der zweiten Stelleinrichtung 16. Der an der zweiten Stelleinrichtung 16 anliegende Druck entspricht im vorliegenden Ausführungsbeispiel weitgehend dem im Hauptdruckkanal 4 anliegenden Druck. A secondary flow line 20 , in which an orifice 21 is arranged, leads from the first actuating device 15 to the second actuating device 16 or branches to the main pressure channel 4 . The orifice 21 creates a differential pressure between the first actuating device 15 and the second actuating device 16 . In the present exemplary embodiment, the pressure applied to the second actuating device 16 largely corresponds to the pressure applied in the main pressure channel 4 .

Das Druckmittel strömt von der ersten Stelleinrichtung 15 in die Nebenstromleitung 20, wird dabei von der Blende 21 aufgestaut und strömt anschließend in die zweite Stelleinrichtung 16 bzw. den Hauptdruckkanal 4. The pressure medium flows from the first actuating device 15 into the secondary flow line 20 , is blocked by the orifice 21 and then flows into the second actuating device 16 or the main pressure channel 4 .

Der an der ersten Stelleinrichtung 15 anliegende höhere Druck ist im wesentlichen drehzahlabhängig bzw. volumenstromabhängig. Bei höherer Drehzahl wird somit, selbstverständlich auch beeinflußbar durch die Blende 21, der Differenzdruck zwischen den beiden Stelleinrichtungen 15, 16 höher, so daß ab einem gewissen Punkt die Federkraft der Feder 18 überwunden und der Kurvenring 9 entsprechend ausgelenkt wird. Eine Rückstellung bei sinkenden Drehzahlen erfolgt dabei durch die Feder 18. The higher pressure applied to the first adjusting device 15 is essentially speed-dependent or volume-flow-dependent. At higher speed, the differential pressure between the two actuating devices 15 , 16 is thus, of course also influenced by the orifice 21 , higher, so that from a certain point the spring force of the spring 18 is overcome and the cam ring 9 is deflected accordingly. The spring 18 resets when the rotational speed drops.

Die Blende 21 kann je nach Ausführungsform als Meßblende, als druckabhängiges Ventil oder als elektrisches Proportional-Ventil ausgebildet sein. Die Auswahl kann dabei anhand der verschiedenen, bekannten Eigenschaften erfolgen. Depending on the embodiment, the orifice 21 can be designed as a metering orifice, as a pressure-dependent valve or as an electrical proportional valve. The selection can be made on the basis of the various known properties.

In nicht dargestellter Weise kann der Hinterflügelölkanal 14 Drosselstellen zur Erhöhung des Drucks bei steigender Pumpendrehzahl aufweisen. Hierfür können beispielsweise vier Drosselstellen vorgesehen sein. In a manner not shown, the rear wing oil duct 14 can have throttling points for increasing the pressure as the pump speed increases. For example, four throttling points can be provided for this.

Ein Betrieb der Flügelzellenpumpe erfolgt derart, daß durch eine Rotation des Rotors 6 (in Pfeilrichtung) aus einem Ölbehälter 22 durch den Sauganschluß 2 Druckmittel in die Saugzone 11 und somit in die Förderkammer 13 gefördert wird. Dieses Druckmittel wird anschließend von der Druckzone 12 der Arbeitskammer 10 in die Hauptdruckleitung 4 abgelassen. Die Hauptdruckleitung 4 ist dabei mit dem Hinterflügelölkanal 14 verbunden, der wiederum mittels der Hinterflügelölkanalleitung 19 mit der ersten Stelleinrichtung 15 verbunden ist. Bei steigender Drehzahl erhöht sich dabei der Druck im Hinterflügelölkanal 14, so daß das Druckmittel an der Blende 21 angestaut wird. Dies führt zu einem Differenzdruck zwischen der ersten Stelleinrichtung 15 und der zweiten Stelleinrichutng 16. Sobald der Differenzdruck größer wird als die Federkraft der Feder 18, beginnt die erste Stelleinrichtung 15 den Kurvenring 9 in Richtung auf die zweite Stelleinrichtung 16 auszulenken. Dadurch reduziert sich der zur Verfügung stehende Arbeitsraum bzw. das Volumen der Förderkammer 13, so daß ein geringerer Druckmittelstrom gefördert wird. The vane pump is operated in such a way that by rotating the rotor 6 (in the direction of the arrow) from an oil container 22 through the suction connection 2, pressure medium is conveyed into the suction zone 11 and thus into the delivery chamber 13 . This pressure medium is then discharged from the pressure zone 12 of the working chamber 10 into the main pressure line 4 . The main pressure line 4 is connected to the rear wing oil duct 14 , which in turn is connected to the first actuating device 15 by means of the rear wing oil duct line 19 . With increasing speed, the pressure in the rear wing oil duct 14 increases , so that the pressure medium is blocked at the orifice 21 . This leads to a differential pressure between the first actuating device 15 and the second actuating device 16 . As soon as the differential pressure becomes greater than the spring force of the spring 18 , the first actuating device 15 begins to deflect the cam ring 9 in the direction of the second actuating device 16 . This reduces the available work space or the volume of the delivery chamber 13 , so that a lower pressure medium flow is delivered.

Die Steuerung der Stelleinrichtungen 15 bzw. 16 erfolgt somit durch den Druckmittelstrom, der den Hinterflügelölbereich 14 bzw. anschließend die Nebenstromleitung 20 durchfließt. Der Druckmittelstrom in der Hauptdruckleitung 4 bleibt davon unberührt, so daß ein optimaler Wirkungsgrad und eine geringe Leistungsaufnahme der Flügelzellenpumpe möglich ist. The control of the actuating devices 15 and 16 is thus carried out by the pressure medium flow which flows through the rear wing oil region 14 or subsequently the bypass line 20 . The pressure medium flow in the main pressure line 4 remains unaffected, so that an optimal efficiency and low power consumption of the vane pump is possible.

Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform der Flügelzellenpumpe unterscheidet sich von der in Fig. 1 bereits beschriebenen Flügelzellenpumpe lediglich durch eine Bypassregelung. In der zum Verbraucher führenden Hauptdruckleitung 4 ist dabei eine Regelblende 23 angeordnet, die zur Steuerung einer Bypassleitung 24 mit einem Bypassventil 25 korrespondiert. Die Bypassleitung 24 soll dabei einen überschüssigen Druckmittelstrom zurück zur Pumpensaugseite 1 leiten. Somit ist sichergestellt, daß ein konstanter, geregelter Druckmittelstrom zu dem Verbraucher gelangt. The embodiment of the vane pump shown in FIG. 2 differs from the vane pump already described in FIG. 1 only by a bypass control. In the main pressure line 4 leading to the consumer, a control orifice 23 is arranged, which corresponds to the control of a bypass line 24 with a bypass valve 25 . The bypass line 24 is intended to conduct an excess pressure medium flow back to the pump suction side 1 . This ensures that a constant, regulated pressure medium flow reaches the consumer.

Das Bypassventil 25 ist derart ausgebildet, daß das Bypassventil 25 die Bypassleitung 24 erst ab einem bestimmten, vorgegebenen Druck öffnet. Der Druck, der das Bypassventil geschlossen hält, wird durch eine Ventilfeder 26 und eine Regelleitung 27 aufgebaut. Die Regelleitung 27 ist mit dem Druck des Druckmittels zu dem Verbraucher beaufschlagt. Der Druck, der das Bypassventil 25 öffnet, wird durch die Hauptdruckleitung 4 aufgebracht. The bypass valve 25 is designed such that the bypass valve 25 only opens the bypass line 24 from a certain, predetermined pressure. The pressure that keeps the bypass valve closed is built up by a valve spring 26 and a control line 27 . The control line 27 is acted upon by the pressure of the pressure medium to the consumer. The pressure that opens the bypass valve 25 is applied through the main pressure line 4 .

Das Bypassventil 25 ist, wie ersichtlich, für eine überlagerte Bypassregelung ausgebildet. Eine derartige überlagerte Bypasregelung ist aus anderen Bereichen hinlänglich bekannt und ergibt sich ebenfalls aus der Zeichnung, so daß hierauf nicht näher eingegangen wird. Bezüglich einer besonders vorteilhaften, überlagerten Bypassregelung wird auf die WO 99/19629 A1 verwiesen. As can be seen, the bypass valve 25 is designed for a superimposed bypass control. Such a superimposed bypass control is well known from other areas and also results from the drawing, so that it will not be discussed in more detail. With regard to a particularly advantageous, overlaid bypass control, reference is made to WO 99/19629 A1.

Die Bypassleitung 24 bildet an einem Ende mit dem Sauganschluß 2 einen nicht näher dargestellten Bypassinjektor. Dabei kann die Bypassleitung 24 beispielsweise als Verschneidung in den Sauganschluß 2 eingeführt werden. The bypass line 24 forms at one end with the suction port 2 a bypass injector, not shown. The bypass line 24 can be inserted, for example, as a blending into the suction connection 2 .

In einer nicht dargestellten Ausführungsform können die Stelleinrichtungen 15 und 16 auch mit Stellkolben versehen sein. Dabei weist die erste Stelleinrichtung 15 den größeren Stellkolben und die zweite Stelleinrichtung 16 den kleineren Stellkolben auf. Besonders vorteilhaft ist hierbei ein Flächenverhältnis der Stellkolben zueinander von 2 zu 1. Der kleinere Stellkolben wird durch eine Feder unterstützt. Die vorherigen Ausführungen gelten analog auch für die Ausgestaltungen der Stelleinrichtungen 15 und 16 mit Stellkolben. Dabei ist der größere Stellkolben mit dem Druck des Hinterflügelölkanals 14 beaufschlagt. Die Stellkolben sind gegenüberliegend, im wesentlichen senkrecht zur Förderrichtung angeordnet. In an embodiment not shown, the actuating devices 15 and 16 can also be provided with actuating pistons. The first actuating device 15 has the larger actuating piston and the second actuating device 16 the smaller actuating piston. An area ratio of the actuating pistons to one another of 2 to 1 is particularly advantageous here. The smaller actuating piston is supported by a spring. The previous statements apply analogously to the configurations of the actuating devices 15 and 16 with actuating pistons. The larger control piston is pressurized with the pressure of the rear wing oil channel 14 . The actuating pistons are arranged opposite one another, essentially perpendicular to the conveying direction.

Eine Ausgestaltung der Flügelzellenpumpe mit Stellkolben ist leicht vorstellbar und deshalb nachfolgend nicht näher dargestellt. Bezugszeichen 1 Pumpensaugseite
2 Sauganschluß
3 Pumpendruckseite
4 Hauptdruckleitung
5 Pumpengehäuse
6 Rotor
7 Schlitze
8 Flügel
9 Kurvenring
10 Arbeitskammern
11 Saugzone
12 Druckzone
13 Hauptdruckleitung
14 Hinterflügelölkanal
15 erste Stelleinrichtung
16 zweite Stelleinrichtung
17 Dichtelement
18 Feder
19 Hinterflügelölkanalleitung
20 Nebenstromleitung
21 Blende
22 Ölbehälter
23 Regelblende
24 Bypassleitung
25 Bypassventil
26 Ventilfeder
27 Regelleitung
An embodiment of the vane pump with actuating piston is easy to imagine and is therefore not shown in more detail below. Reference numeral 1 pump suction
2 suction connection
3 pump pressure side
4 main pressure line
5 pump housings
6 rotor
7 slots
8 wings
9 curve ring
10 working chambers
11 suction zone
12 pressure zone
13 main pressure line
14 rear wing oil duct
15 first actuating device
16 second actuating device
17 sealing element
18 spring
19 rear wing oil duct line
20 branch line
21 aperture
22 oil reservoir
23 control panel
24 bypass line
25 bypass valve
26 valve spring
27 Control line

Claims

1. Vane pump for generating a pressure medium flow to a consumer, in particular an auxiliary power steering system for motor vehicles, with the following features:

- A pump suction side which can be supplied with a pressure medium from a suction connection and a pump pressure side which can be connected to the consumer by means of a main pressure line;

- A pump housing in which a cam ring is inserted and a drive shaft with a rotor is mounted, the rotor having slots in which vanes are slidably guided;

- Two pressurized actuators to change the eccentricity of the cam ring;

- a rear wing oil duct, which is connected to the pump pressure side via bores and grooves; and

a working chamber formed by the cam ring and the rotor, which is delimited in the axial direction by control plates, the working chamber having a suction zone and a pressure zone and conveying chambers divided by the vanes,

characterized in that
an actuating device ( 15 or 16 ) is acted upon by the pressure of the rear wing oil duct ( 14 ).

2. Vane pump according to claim 1, characterized in that the working chamber ( 10 ) of the cam ring ( 9 ) adjacent first actuating device ( 15 ) with the pressure of the rear wing oil channel ( 14 ) and the oppositely arranged second actuating device ( 16 ) with the pressure of the pump pressure side ( 3 ) is applied.

3. Vane pump according to claim 1 or 2, characterized in that the second actuating device ( 16 ) has a spring ( 18 ), the spring force of which counteracts the pressure of the first actuating device ( 15 ).

4. Vane pump according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the first actuating device ( 15 ) by means of an aperture ( 21 ) with the pump pressure side ( 3 ) or the main pressure line ( 4 ) is connected and the second actuating device ( 16 ) the side of the screen ( 21 ) facing away from the first adjusting device ( 15 ) is connected.

5. Vane pump according to claim 4, characterized in that the pressure medium accumulates on the diaphragm ( 21 ) and the cam ring ( 9 ) is displaceable by the differential pressure.

6. Vane pump according to claim 4 or 5, characterized in that the diaphragm ( 21 ) is designed as a measuring orifice or as a pressure-dependent valve or as an electrical proportional valve.

7. Vane pump according to one of claims 1 to 6, characterized in that the rear wing oil channel ( 14 ) is designed such that a rear wing pump is formed by the movement of the wing ( 8 ) in the slots ( 7 ) of the rotor ( 6 ) generates a speed-dependent dynamic pressure in the rear wing oil duct ( 14 ).

8. Vane pump according to claim 7, characterized in that the rear vane oil channel ( 14 ) has throttling points for increasing the pressure with increasing pump speed.

9. Vane pump according to one of claims 1 to 8, characterized in that in the main pressure line leading to the consumer ( 4 ) a control orifice ( 23 ) is arranged which corresponds to the control of a bypass line ( 24 ) with a bypass valve ( 25 ).

10. Vane pump according to claim 9, characterized in that a defined course of the pressure medium flow to the consumer can be realized by the bypass valve ( 25 ) and / or the displacement of the cam ring ( 9 ).

11. Vane pump according to claim 9 or 10, characterized in that the bypass pressure medium flow through an intersection of the pressure medium flow to the suction zone ( 11 ) of the working chamber ( 10 ) can be supplied.

12. Vane pump according to one of claims 1 to 11, characterized in that the outer sides of the cam ring ( 9 ) are designed as actuating devices ( 15 , 16 ) or are pressurized.

13. Vane pump according to one of claims 1 to 11, characterized in that the actuating device ( 15 , 16 ) are provided with actuating pistons.

14. Vane pump according to claim 13, characterized in that the adjusting piston of the first adjusting device ( 15 ) is larger than the adjusting piston of the second adjusting device ( 16 ) and the adjusting pistons preferably have an area ratio of 2 to 1.