DE102006021971B4 - Vane pump - Google Patents

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Abstract

Flügelzellenpumpe (12) mit einem Innenrotor (16) und einer Vielzahl von Flügeln (20), die in im Wesentlichen radialen Schlitzen (18) im Innenrotor (16) radial verschieblich gelagert sind und an der Innenumfangsfläche (26) eines Stators (28) direkt oder indirekt entlang gleitet, wobei die Achse (66) des Stators (28) und die Achse (68) des Innenrotors (16) einen Versatz (70) zueinander aufweisen und der Stator (28) bezüglich des Innenrotors (16) in radialer Richtung verstellbar und dadurch der Versatz (70) veränderbar ist, und der Stator (28) ein im Gehäuse (10) der Flügelzellenpumpe (12) angeordnetes Schwenklager (36) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass vom Stator (28) wenigstens ein Kolbenabschnitt (40 oder 42) abragt, dessen Kolbenachse (44) in Umfangsrichtung des Stators (28) zum Schwenklager (36) verläuft und dass im Gehäuse (10) der Flügelzellenpumpe (12) ein den Kolbenabschnitt (40 oder 42) aufnehmender Zylinder (46) vorgesehen ist.A vane pump (12) having an inner rotor (16) and a plurality of vanes (20) radially slidably mounted in substantially radial slots (18) in the inner rotor (16) and directly on the inner peripheral surface (26) of a stator (28) or indirectly along slides, wherein the axis (66) of the stator (28) and the axis (68) of the inner rotor (16) have an offset (70) to each other and the stator (28) relative to the inner rotor (16) in the radial direction adjustable and thereby the offset (70) is variable, and the stator (28) in the housing (10) of the vane pump (12) arranged pivot bearing (36), characterized in that from the stator (28) at least one piston portion (40 or 42 protrudes, the piston axis (44) in the circumferential direction of the stator (28) to the pivot bearing (36) and in that in the housing (10) of the vane pump (12) a piston portion (40 or 42) receiving cylinder (46) is provided.

Figure 00000001
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Description

Die Erfindung betrifft eine Flügelzellenpumpe mit einem Innenrotor und einer Vielzahl von Flügeln, die in im Wesentlichen radialen Schlitzen im Innenrotor radial verschieblich gelagert sind und an der Innenumfangsfläche eines Stators direkt oder indirekt entlang gleitet, wobei die Achse des Stators und die Achse des Innenrotors einen Versatz zueinander aufweisen und der Stator bezüglich des Innenrotors in radialer Richtung verstellbar und dadurch der Versatz veränderbar ist, und der Stator ein im Gehäuse der Flügelzellenpumpe angeordnetes Schwenklager aufweist.The The invention relates to a vane pump with an inner rotor and a multitude of wings, which in essence Radial slots in the inner rotor are mounted radially displaceable and on the inner peripheral surface a stator slides directly or indirectly along the axis of the stator and the axis of the inner rotor have an offset from each other and the stator with respect the inner rotor in the radial direction adjustable and thereby the Offset can be changed is, and the stator in the housing of the Vane pump having arranged pivot bearing.

Aus der DE 100 40 711 A1 ist eine Flügelzellenpumpe mit einem ringförmigen Innenrotor bekannt, in dem eine Mehrzahl von sich radial nach außen erstreckenden Flügelelementen radial verschieblich aufgenommen sind. Die radial inneren Endbereiche der Flügelelemente stützen sich an einem drehfesten Zentralteil ab, die radial außen liegenden Endbereiche an einem drehfesten Außenring. Der Rotor kann um eine Drehachse gedreht werden, die gegenüber der Mittelachse des Zentralteils und des Außenrings versetzt ist. Auf diese Weise bilden sich bei einer Drehbewegung des Rotors zwischen den Flügelelementen zunächst größer und dann wieder kleiner werdende Förderzellen.From the DE 100 40 711 A1 is a vane pump with an annular inner rotor known, in which a plurality of radially outwardly extending wing elements are received radially displaceable. The radially inner end portions of the wing elements are supported on a non-rotatable central part, the radially outer end portions of a non-rotatable outer ring. The rotor can be rotated about a rotation axis that is offset from the central axis of the central part and the outer ring. In this way, at a rotational movement of the rotor between the wing elements initially larger and then smaller again conveying cells.

Durch die Volumenänderung der Förderzellen wird zunächst Fluid in die Förderzellen angesaugt und dann wieder ausgestoßen. Die Endbereiche der Flügelelemente gleiten auf dem Zentralteil bzw. dem Außenring. Eine solche Flügelzellenpumpe kann einfach und preiswert hergestellt werden.By the volume change the conveyor cells will be first Fluid in the delivery cells sucked in and then expelled again. The end regions of the wing elements glide on the central part or the outer ring. Such a vane pump can be easily and inexpensively manufactured.

Zur Erhöhung des Wirkungsgrades ist aus der DE 195 32 703 C1 eine Flügelzellenmaschine in Form einer Pendelschieberpumpe bekannt. Bei dieser sind die Flügelelemente in einem Innenrotor verschieblich aufgenommen, wohingegen sie in einem ringförmigen Außenrotor schwenkbar gehalten sind. Die Drehachse des Innenrotors ist gegenüber der Drehachse des Außenrotors versetzt, wodurch im Betrieb ebenfalls sich zunächst vergrößernde und dann wieder verkleinernde Förderzellen gebildet werden. Die aus der DE 195 32 703 C1 bekannte Pendelschieberpumpe ist jedoch komplex und somit teuer in der Herstellung.To increase the efficiency is from the DE 195 32 703 C1 a vane machine in the form of a pendulum slide pump known. In this, the wing elements are slidably received in an inner rotor, whereas they are pivotally supported in an annular outer rotor. The axis of rotation of the inner rotor is offset with respect to the axis of rotation of the outer rotor, whereby in operation also initially magnifying and then shrinking conveyor cells are formed. The from the DE 195 32 703 C1 However, known pendulum slide pump is complex and therefore expensive to manufacture.

Aus der DE 195 33 686 A1 ist eine Flügelzellenpumpe bekannt, bei der die Förderdruckkammer und die Saugdruckkammer durch Dichtflächen am Stellring, welche gegenüber dem Gehäuse abdichten, voneinander getrennt.From the DE 195 33 686 A1 a vane pump is known in which the discharge pressure chamber and the suction pressure chamber separated by sealing surfaces on the adjusting ring, which seal against the housing.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Flügelzellenmaschine zu schaffen, die einen hohen Wirkungsgrad aufweist und gleichzeitig einfach und preiswert hergestellt werden kann.task The present invention is to provide a vane cell machine, which has a high efficiency and at the same time simple and can be produced inexpensively.

Diese Aufgabe wird durch eine Flügelzellenpumpe gelöst, bei der vom Stator wenigstens ein Kolbenabschnitt abragt, dessen Kolbenachse in Umfangsrichtung zum Schwenklager verläuft und bei der im Gehäuse ein den Kolbenabschnitt aufnehmender Zylinder vorgesehen ist.These Task is by a vane pump solved, in which protrudes from the stator at least one piston section whose Piston axis extends in the circumferential direction to the pivot bearing and in the case a cylinder receiving the piston portion is provided.

Bei der erfindungsgemäßen Flügelzellenpumpe ist ein Kolben oder Kolbenabschnitt vorgesehen, der zur Verstellung des Stators dient und der vom Stator abragt und dessen Kolbenachse in Umfangsrichtung zum Schwenklager verläuft. Die Kolbenbewegung läuft demnach abschnittsweise in einem Umkreis um das Schwenklager. Der Kolbenabschnitt weist eine definierte Kolbenfläche auf, die ebenfalls in Umfangsrichtung um das Schwenklager umläuft, was den Vorteil besitzt, dass die Stellkräfte auf den Stator proportional zu den auf die Kolbenfläche wirkenden Druckkräften sind. Hierdurch können exakte Einstellungen des Stators und somit des zu fördernden Volumens der Flügelzellenpumpe vorgenommen werden, die proportional zum auf den Kolbenabschnitt wirkenden Druck sind. Dadurch wird eine feinfühlige Verstellung möglich.at the vane pump according to the invention a piston or piston section is provided for adjustment serves the stator and which protrudes from the stator and the piston axis extends in the circumferential direction to the pivot bearing. The piston movement runs accordingly in sections in a radius around the pivot bearing. The piston section has a defined piston area on, which also rotates circumferentially about the pivot bearing, what has the advantage that the restoring forces are proportional to the stator to the on the piston surface acting compressive forces are. This can be exact Settings of the stator and thus of the volume of the vane pump to be delivered be made proportional to the piston section acting pressure. This makes a sensitive adjustment possible.

Eine optimale Führung des Kolbens und somit des Stators im Gehäuse wird dadurch erzielt, dass im Gehäuse der Flügelzellenpumpe ein den Kolbenabschnitt aufnehmender Zylinder vorgesehen ist. Dieser Zylinder hat nicht nur die Aufgabe, den Kolbenraum für den Kolbenabschnitt zu bilden, sondern auch die Aufgabe, den Stator zu führen und abzustützen, so dass das Schwenklager lediglich die Aufgabe besitzt, die in Umfangsrichtung zum Schwenklager auftretenden Kräfte aufzunehmen, jedoch keine in radialer Richtung anfallenden Zug- und Druckkräfte.A optimal leadership of the piston and thus the stator in the housing is achieved in that in the case the vane pump a cylinder receiving the piston portion is provided. This Cylinder not only has the task of the piston chamber for the piston section but also the task of guiding the stator and support, so that the pivot bearing only has the task in the circumferential direction for the pivot bearing forces but not in the radial direction. and pressure forces.

Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Kolbenabschnitt und der Stator einteilig ausgebildet sind. Insbesondere bestehen der Kolbenabschnitt und der Stator aus Kunststoff oder Aluminium. Hierdurch wird eine preiswerte Herstellung der Flügelzellenpumpe ermöglicht, und die Montage wird vereinfacht. Außerdem können am Kolbenabschnitt sowohl Druck- als auch Saugkräfte angreifen.at a development is provided that the piston section and the stator are integrally formed. In particular, consist of Piston section and the stator made of plastic or aluminum. hereby a cheap production of the vane pump is made possible and the assembly is simplified. In addition, at the piston portion both Pressure and suction forces attack.

Bei einer Variante liegt der Kolbenabschnitt lose am Stator an. Diese Variante besitzt den Vorteil, dass der Kolbenabschnitt und der Stator aus unterschiedlichen Materialien bestehen können und dass sie einfach montierbar sind.at In one variant, the piston section rests loosely on the stator. These Variant has the advantage that the piston section and the stator Made of different materials and that they are easy to install are.

Bei einer anderen Variante ist der Kolbenabschnitt am Stator befestigt, insbesondere angeschraubt. Auch bei dieser Variante können der Stator und der Kolbenabschnitt aus unterschiedlichen Materialien bestehen und es können Druck- und Saugkräfte übertragen werden.In another variant, the piston section is attached to the stator, in particular screwed. Also in this variant, the stator and the piston portion may consist of different materials and it can pressure and Saugkräf te be transferred.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Stator mit zwei Kolbenabschnitten bestückt ist. Auf diese Weise kann der Stator, insbesondere dann, wenn die beiden Kolbenabschnitte bezüglich der Achse des Stators einander gegenüber liegen, in Richtung der Maximalförderung und in Richtung der Minimalförderung verstellt werden, wofür Steuerdrücke an den Kolbenabschnitten angreifen.A Development of the invention provides that the stator with two Piston sections is equipped. In this way, the stator, especially if the two Piston sections with respect to Axis of the stator opposite each other lie in the direction of maximum funding and in the direction of minimal funding be adjusted for what control pressures attack the piston sections.

Hierdurch wird eine sehr feinfühlige Einstellung bzw. Positionierung des Stators erzielt, was bei Kennfeldregelungen erforderlich ist. Insbesondere dann, wenn die beiden Kolbenabschnitte gegensinnig wirkend am Stator angeordnet sind, können schon kleinste Druckänderungen bei der Positionierung des Stators berücksichtigt werden. Insbesondere muss nicht gegen eine Federkonstante gearbeitet werden, was den Nachteil hat, dass gegen eine sich ändernde Kraft einer Feder, d. h. gegen eine Federkonstante, gearbeitet werden muss. Es können direkt die anfallenden Drücke zum Verlagern des Stators und zwar in beide Richtungen, verwendet werden.hereby will be a very sensitive Adjustment or positioning of the stator achieved, which in map controls is required. In particular, when the two piston sections arranged in opposite directions on the stator, even the smallest pressure changes be considered in the positioning of the stator. Especially does not have to be worked against a spring constant what the Disadvantage is that against a changing force of a spring, d. H. against a spring constant, must be worked. It can directly the accumulating pressures for displacing the stator in both directions become.

Mit Vorzug ist der Querschnitt des Kolbens rechteckförmig ausgebildet. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass sowohl die Herstellung des Kolbens als auch die Herstellung des den Kolbenabschnitt aufnehmenden Raumes im Gehäuse relativ einfach erfolgen kann, indem der den Stator aufnehmende Abschnitt des Gehäuses plattenförmig ist, und der Abschnitt lediglich mit einem den Kolbenabschnitt aufnehmenden Durchbruch versehen werden muss, wobei die seitliche Abdichtung über weitere Platten (Stirnplatten) erfolgt.With Preference is the cross section of the piston is rectangular. This design offers the advantage that both the production of the piston and the Production of the piston section receiving space in the housing relatively simple can be done by the stator receiving portion of the housing is plate-shaped, and the section only with a piston section receiving Breakthrough must be provided, with the side seal on more plates (End plates) takes place.

Claims (16)

Flügelzellenpumpe (12) mit einem Innenrotor (16) und einer Vielzahl von Flügeln (20), die in im Wesentlichen radialen Schlitzen (18) im Innenrotor (16) radial verschieblich gelagert sind und an der Innenumfangsfläche (26) eines Stators (28) direkt oder indirekt entlang gleitet, wobei die Achse (66) des Stators (28) und die Achse (68) des Innenrotors (16) einen Versatz (70) zueinander aufweisen und der Stator (28) bezüglich des Innenrotors (16) in radialer Richtung verstellbar und dadurch der Versatz (70) veränderbar ist, und der Stator (28) ein im Gehäuse (10) der Flügelzellenpumpe (12) angeordnetes Schwenklager (36) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass vom Stator (28) wenigstens ein Kolbenabschnitt (40 oder 42) abragt, dessen Kolbenachse (44) in Umfangsrichtung des Stators (28) zum Schwenklager (36) verläuft und dass im Gehäuse (10) der Flügelzellenpumpe (12) ein den Kolbenabschnitt (40 oder 42) aufnehmender Zylinder (46) vorgesehen ist.Vane pump ( 12 ) with an inner rotor ( 16 ) and a plurality of wings ( 20 ) arranged in substantially radial slots ( 18 ) in the inner rotor ( 16 ) are mounted radially displaceable and on the inner peripheral surface ( 26 ) of a stator ( 28 ) slides directly or indirectly along, with the axis ( 66 ) of the stator ( 28 ) and the axis ( 68 ) of the inner rotor ( 16 ) an offset ( 70 ) and the stator ( 28 ) with respect to the inner rotor ( 16 ) in the radial direction and thereby the offset ( 70 ) is variable, and the stator ( 28 ) in the housing ( 10 ) of the vane pump ( 12 ) arranged pivot bearing ( 36 ), characterized in that from the stator ( 28 ) at least one piston section ( 40 or 42 ) protrudes whose piston axis ( 44 ) in the circumferential direction of the stator ( 28 ) to the pivot bearing ( 36 ) and that in the housing ( 10 ) of the vane pump ( 12 ) a piston portion ( 40 or 42 ) receiving cylinder ( 46 ) is provided. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenabschnitt (40 oder 42) und der Stator (28) einstückig ausgebildet sind.Vane pump according to claim 1, characterized in that the piston portion ( 40 or 42 ) and the stator ( 28 ) are integrally formed. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenabschnitt (40 und 42) lose am Stator (28) anliegt.Vane pump according to claim 1, characterized in that the piston portion ( 40 and 42 ) loosely on the stator ( 28 ) is present. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenabschnitt (40 oder 42) am Stator (28) befestigt, insbesondere angeschraubt ist.Vane pump according to claim 1, characterized in that the piston portion ( 40 or 42 ) on the stator ( 28 ), in particular screwed. Flügelzellenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (28) mit zwei Kolbenabschnitten (40 und 42) bestückt ist.Vane pump according to one of the preceding claims, characterized in that the stator ( 28 ) with two piston sections ( 40 and 42 ) is equipped. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kolbenabschnitte (40 und 42) bezüglich der Achse (66) des Stators (28) einander gegenüber liegen.Vane pump according to claim 5, characterized in that the two piston sections ( 40 and 42 ) with respect to the axis ( 66 ) of the stator ( 28 ) are opposite each other. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kolbenabschnitte (40 und 42) gegensinnig wirkend sind.Vane pump according to claim 5 or 6, characterized in that the two piston sections ( 40 and 42 ) are counteracting. Flügelzellenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Kolbenabschnitts (40 und/oder 42) rechteckförmig ist.Vane pump according to one of the preceding claims, characterized in that the cross section of the piston portion ( 40 and or 42 ) is rectangular. Flügelzellenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (46) den Kolbenabschnitt (40 oder 42) zumindest über einen Teil seiner Länge an der radial inneren und äußeren Lauffläche abstützt.Vane pump according to one of the preceding claims, characterized in that the cylinder ( 46 ) the piston section ( 40 or 42 ) is supported at least over part of its length on the radially inner and outer tread. Flügelzellenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Außenumfang des Stators (28) ein Überströmkanal (74) vorgesehen ist, der einen Auslasskanal auf der einen Stirnseite (54) der Flügelzellenpumpe (12) mit einem Auslasskanal auf der anderen Stirnseite (56) der Flügelzellenpumpe (12) verbindet.Vane pump according to one of the preceding claims, characterized in that on the outer circumference of the stator ( 28 ) an overflow channel ( 74 ) is provided, which has an outlet channel on one end face ( 54 ) of the vane pump ( 12 ) with an outlet channel on the other end face ( 56 ) of the vane pump ( 12 ) connects. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Überströmkanal (74) achsparallel zur Achse (66) des Stators (28) verläuft.Vane pump according to claim 10, characterized in that the overflow channel ( 74 ) parallel to the axis ( 66 ) of the stator ( 28 ) runs. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Überströmkanal (74) Teil des Kolbenabschnitts (40) ist.Vane pump according to claim 10 or 11, characterized in that the overflow channel ( 74 ) Part of the piston section ( 40 ). Flügelzellenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Stator (28) und dem Gehäuse (10) ein Überströmkanal (76) vorgesehen ist, der einen Einlasskanal auf der einen Stirnseite (54) der Flügelzellenpumpe (12) mit einem Einlasskanal auf der anderen Stirnseite (56) der Flügelzellenpumpe (12) verbindet.Vane pump according to one of the preceding claims, characterized in that between the stator ( 28 ) and the housing ( 10 ) an overflow channel ( 76 ) is provided, which has an inlet channel on one end face ( 54 ) of the vane pump ( 12 ) with an inlet channel on the other end face ( 56 ) of the vane pump ( 12 ver binds. Flügelzellenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vom Stator (28) ein Abstützelement (58) für ein Druckelement (62) abragt.Vane pump according to one of the preceding claims, characterized in that from the stator ( 28 ) a supporting element ( 58 ) for a printing element ( 62 ) protrudes. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützelement (58) und der Stator (28) einteilig ausgebildet sind.Vane pump according to claim 14, characterized in that the supporting element ( 58 ) and the stator ( 28 ) are integrally formed. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass am Abstützelement (58) eine Druckfeder, insbesondere eine Wendelfeder (64) angreift.Vane pump according to claim 14 or 15, characterized in that on the support element ( 58 ) a compression spring, in particular a spiral spring ( 64 ) attacks.
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