DE102006047849A1 - Rotary pump i.e. vane pump, for supplying pressurizing medium, has cam ring with groove in tangential area of pump chamber, and stays in effective connection with suction opening, where groove has smaller width than cam ring - Google Patents

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Abstract

The pump (1) has a pump housing (2), in which a cam ring (3) is inserted, and a rotor (4) rotatably held at a drive shaft (5) in the cam ring. The rotor carries displacement units (6) in a tangential distance to each other. The cam ring has a groove in a tangential area of a pump chamber (7), and stays in effective connection with a suction opening (9). The groove runs in a tangential direction and has a smaller width than the cam ring. Another pump chamber (7') has the suction opening between the rotor and the cam ring.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rotationspumpe zur Erzeugung eines Druckmittelstromes für einen Verbraucher, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a rotary pump for generating a pressure medium flow for a consumer, according to the preamble of claim 1.

Rotationspumpen zur Erzeugung eines Druckmittelstromes für einen Verbraucher, die vorzugsweise in ihrem Fördervolumen oder Hub verstellbar gebildet sind, sind beispielsweise durch die DE 199 42 466 A1 bekannt. Rotationspumpen weisen einen Kurven- oder Nockenring auf, der in ein Pumpengehäuse eingesetzt ist und darin verschiebbar oder verschwenkbar gelagert ist. In dem Kurvenring ist ein Rotor eingesetzt, der von einer Antriebswelle angetrieben ist und der Verdrängungselemente mit tangentialem Abstand zueinander trägt, die gleitend oder sich abwälzend an der Innenfläche des Kurvenringes sich entlang bewegen. Der Rotor mit den Verdrängungselementen ist exzentrisch zu dem Kurvenring anordenbar, sodaß sich zwischen den Verdrängungselementen und der Innenfläche des Kurvenrings Pumpenkammern mit vergrößerndem (Saugbereich) und mit verkleinerndem (Druckbereich) Volumen bilden.Rotary pumps for generating a pressure medium flow for a consumer, which are preferably formed adjustable in their delivery volume or stroke, for example, by the DE 199 42 466 A1 known. Rotary pumps have a cam or cam ring, which is inserted into a pump housing and is mounted therein displaceable or pivotable. In the cam ring, a rotor is used, which is driven by a drive shaft and carries the displacement elements with tangential distance to each other, the sliding or rolling on the inner surface of the cam ring along to move. The rotor with the displacement elements is arranged eccentrically to the cam ring, so that form between the displacement elements and the inner surface of the cam ring pump chambers with increasing (suction) and with decreasing (pressure range) volume.

Eine Saugöffnung zur Zufuhr von Fluid zu einer Pumpenkammer ist einer Drucköffnung zur Abfuhr eines unter Druck stehenden Druckmittelvolumens aus einer anderen Pumpenkammer gegenüberliegend angeordnet.A suction opening for supplying fluid to a pump chamber is a pressure port to Removal of a pressurized fluid volume from a opposite pump chamber arranged.

Der Kurvenring ist in einer Ausnehmung des Pumpengehäuses angeordnet und liegt darin an etwa gegenüberliegenden Wandabschnitten dichtend, aber gleit- oder verschiebbar an. Zwischen der Aussenseite des Kurvenringes und der Wand der Ausnehmung in dem Pumpengehäuse ist eine erste Druckkammer und dieser etwa gegenüberliegend eine zweite Druckammer, die voneinander fluidisch getrennt sind, ausgebildet. Die Druckkammern sind Bestandteile einer druckmittelbeaufschlagten Steileinrichtung für den Kurvenring.Of the Cam ring is disposed in a recess of the pump housing and is located therein at about the opposite Wall sections sealing, but sliding or sliding on. Between the outside of the cam ring and the wall of the recess in the pump housing is a first pressure chamber and this approximately opposite a second pressure chamber, which are fluidly separated from each other, formed. The pressure chambers are components of a pressurized Steeileinrichtung for the Cam ring.

Solche Rotationspumpen können Materialabtrag und Erosion aufweisen. Dies kommt hauptsächlich an Engstellen zustande, an welchen ein lokaler Unterdruck herrscht, wie etwa bei Flügelzellenpumpen im Spalt zwischen dem Flügelkopf und dem Kurvenring an dem ein Scherstrom in dem Druckmittel nicht nachgesaugt werden kann und eine gewisse Unterversorgung mit Druckmittel an dieser Engstelle auftritt.Such Rotary pumps can Material removal and erosion exhibit. This is mainly due Bottlenecks that have a local negative pressure, like with vane pumps in the gap between the wing head and the cam ring on which a shear flow in the pressure medium not can be sucked and a certain undersupply with pressure medium occurs at this bottleneck.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verschleißarme Rotationspumpe zu schaffen.Of the Invention is based on the object, a low-wear rotary pump to accomplish.

Die Aufgabe wird mit einer Rotationspumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The Task is with a rotary pump with the features of the claim 1 solved.

Dadurch dass in dem Kurvenring der Rotationspumpe tangential im Erstreckungsbereich der Pumpenkammer mit der Saugöffnung – dem Saugbereich also – eine Nut eingelassen ist, die eine geringere Breite als der Kurvenring aufweist, sodaß der Saugbereich des Kurvenringes von einem Kopf der Verdrängungselemente unter Bildung eines Spaltes zwischen den Verdrängungselementen und dem Kurvenring überstrichen werden kann, ist eine konstruktive Maßnahme getroffen, den Scherstrom in dem Druckmittel zwischen den Verdrängungselementen und dem Kurvenring besser nachsaugen zu können und die Strömungskavitation im Saugbereich zu verringern bzw. auszuschließen.Thereby that in the cam ring of the rotary pump tangentially in the extension area the pump chamber with the suction opening - the suction area So - one Groove is recessed, which has a smaller width than the cam ring has, so that the suction area of the curve ring from a head of the displacement elements under formation a gap between the displacement elements and the curve ring overlined can be, is a constructive action taken, the Scherstrom in the pressure medium between the displacement elements and the cam ring better to be able to absorb and the flow cavitation reduce or exclude in the suction area.

Bevorzugte Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.preferred versions emerge from the dependent claims.

Da insbesondere bei Rotationspumpen, die als Flügelzellenpumpen ausgebildet sind, durch die ausgelösten Luftblasen die Druckwechselvorgänge in Umsteuerbereichen der Rotationspumpe, also im tangentialen Bereich des Kurvenringes zwischen Saugbereich und Druckbereich wesentlich beeinflußt werden, da der Elastizitätsmodul des Druckmittels durch die Anwesenheit von Luftblasen kleiner wird, entsteht unter Umständen eine großflächige Strömungskavitation im Saugbereich.There especially in rotary pumps, which are designed as vane pumps are triggered by the Bubbles the pressure changes in Diverting areas of the rotary pump, ie in the tangential area of the cam ring between suction and pressure range essential to be influenced, since the modulus of elasticity of the pressure medium due to the presence of air bubbles is smaller arises in certain circumstances a large-scale flow cavitation in the suction area.

Es kann daher zweckmäßig sein, die Nut über nahezu den gesamten Saugbereich tangential in dem Kurvenring auszubilden, zumindest aber in einem Teilbereich des Kurvenringes, in dem der größte Materialabtrag an dem Kurvenring erfahrungsgemäß stattfinden würde. Die Breite der Nut kann dabei maximiert werden, dass nur noch eine Abroll- oder Gleitfläche für die Verdrängungselemente in dem Kurvenring verbleibt, die ein verschleißarmes Überstreichen der Verdrängungselemente gewährleistet. Beispielsweise kann die Breite der Nut etwa 7/8 der Breite des Kurvenringes betragen.It may therefore be appropriate the groove over to form almost the entire suction area tangentially in the cam ring, but at least in a part of the curve ring in which the largest material removal take place on the cam ring experience would. The width of the groove can be maximized, that only one Rolling or sliding surface for the displacement elements remains in the cam ring, which is a low-wear sweeping the displacement elements guaranteed. For example, the width of the groove about 7/8 of the width of the cam ring be.

In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Rotationspumpe ist die Breite der Nut über deren Länge gleich.In a particularly preferred embodiment The rotary pump is equal to the width of the groove over its length.

Die Ränder der Nut können radial verlaufen, sodaß sich ein rechteckiger Querschnitt der Nut ergibt. Es kann auch zweckmäßig sein, die Ränder der Nut und deren Querschnitt selbst teilkreisförmig oder elliptisch oder in einer anderen, von der Kreisform abweichenden Form zu gestalten.The margins the groove can run radially, so that a rectangular cross-section of the groove results. It may also be appropriate the edges the groove and its cross section itself part-circular or elliptical or in another, deviating from the circular shape form.

Die Rotationspumpe kann als Flügelzellenpumpe gebildet sein und zur Druckmittelversorgung eines Aktuators einer Hilfskraft- oder Fremdkraftlenkung oder eines aktiven Fahrwerks eines Personen- oder Nutzkraftwagens Verwendung finden.The Rotary pump can be used as a vane pump be formed and the pressure medium supply of an actuator one Power steering or external power steering or an active chassis of a passenger or utility vehicle.

Die Erfindung wird nun näher anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben und anhand der beiliegenden Zeichnung wiedergegeben.The invention will now be described in detail with reference to a Embodiment described and reproduced with reference to the accompanying drawings.

In der Zeichnung zeigt:In the drawing shows:

1 einen schematischen Längsschnitt durch eine als Flügelzellenpumpe gebildete Rotationspumpe, 1 a schematic longitudinal section through a rotary pump formed as a vane pump,

2 einen Querschnitt durch die Rotationspumpe in 1 entlang der Linie II-II. 2 a cross section through the rotary pump in 1 along the line II-II.

In 1 ist in einem schematischen Längsschnitt eine als Flügelzellenpumpe 17 ausgebildete Rotationspumpe 1 gezeigt, die einen Druckmittelstrom an einen nicht gezeigten Druckmittelabgang eines Stromregelventils bereitstellt. Die Flügelzellenpumpe 17 weist einen variablen Hub auf und eignet sich beispielsweise als Förderaggregat in einer Fremdkraft- oder Hilfskraftlenkung eines Kraftfahrzeugs. Die Flügelzellenpumpe 17 besteht im Wesentlichen aus einem Pumpengehäuse 2, in dem in einer Ausnehmung, die durch ihre Wände 18 angedeutet ist, ein Kurvenring 3 verschiebbar oder verschwenkbar angeordnet ist. Exzentrisch zu dem Kurvenring 3 ist darin ein Rotor 4, welcher radialverschiebliche Flügel 19 als Verdrängungselemente 6 trägt, angeordnet. Der Rotor 4 ist von einer Antriebswelle 5 angetrieben. Die Flügel 19 gleiten, von einem hydraulischen Hinterflügeldruck an die Innenkontur des Kurvenringes 3 angelegt, mit ihrem Flügelkopf 12 an dem Kurvenring 3 entlang.In 1 is a schematic longitudinal section as a vane pump 17 trained rotary pump 1 shown, which provides a pressure medium flow to a pressure fluid outlet, not shown, of a flow control valve. The vane pump 17 has a variable stroke and is suitable for example as a delivery unit in a power or power steering system of a motor vehicle. The vane pump 17 consists essentially of a pump housing 2 in which, in a recess, through its walls 18 is indicated, a cam ring 3 is arranged displaceable or pivotable. Eccentric to the cam ring 3 is a rotor in it 4 , which radially displaceable wings 19 as displacement elements 6 carries, arranged. The rotor 4 is from a drive shaft 5 driven. The wings 19 slide, from a hydraulic Hinterflügeldruck to the inner contour of the cam ring 3 put on with her wing head 12 on the curve ring 3 along.

Zwischen den Flügeln 19 bilden sich Pumpenkammern 7 unterschiedlichen Volumens. Dabei wird von einer Saugöffnung 9 oder einer Saugniere Druckmittel von einer Pumpenkammer 7, die ein sich vergrößerndes Volumen aufweist, angesaugt und über eine Drucköffnung 8 oder Druckniere an den Druckmittelabgang abgeleitet.Between the wings 19 Pump chambers form 7 different volume. It is from a suction port 9 or a suction kidney pressure medium from a pump chamber 7 , which has an increasing volume, sucked and a pressure port 8th or Druckniere derived from the pressure medium outlet.

Um insbesondere großflächige Strömungskavitation in einem tangentialen Bereich 10 der Pumpenkammer 7, die mit der Sauöffnung 9 korrespondiert – dem Saugbereich 13 –, in dem sie daraus Druckmittel ansaugt, zu verhindern, ist in den Kurvenring 3 eine Nut 11 in tangentialer Richtung des Kurvenringes 3 eingelassen. Die Nut 11 reicht von einem Umsteuerbereich 14 der Rotationspumpe 1, in dem von Druck auf Sog umgesteuert wird, bis zu einem zweiten, dem Umsteuerbereich 14 gegenüberliegende Umsteuerbereich 15, der von Sog auf Druck umsteuert.In particular, large-scale flow cavitation in a tangential region 10 the pump chamber 7 that with the sow opening 9 corresponds - the suction area 13 - In which she sucks pressure fluid from it, is in the cam ring 3 a groove 11 in the tangential direction of the cam ring 3 admitted. The groove 11 ranges from a Umsteuerbereich 14 the rotary pump 1 , in which pressure is changed over to suction, up to a second, the Umsteuerbereich 14 opposite Umsteuerbereich 15 , which redirects from suction to pressure.

Wie 2 in einem Querschnitt entlang der Linie II–II in 1 zeigt, verläuft die Nut 11 mittig, zentriert am Innenumfang des Kurvenringes 3. Ihre Ränder 16 sind radial verlaufend, sodaß die Nut 11 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel einen rechteckförmigen Querschnitt hat, der über die Länge der Nut 11 gleichbleibend ist. Die Breite b der Nut 11 ist geringer als die Breite bK des Kurvenringes 3 und ist so bemessen, dass noch ein sicheres, verschleißarmes Gleiten der Köpfe 12 der Flügel 19 auf dem Kurvenring 3 ermöglicht ist. Die Tiefe t der Nut 11 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel etwa 0,1 mm.As 2 in a cross section along the line II-II in 1 shows, the groove runs 11 centered, centered on the inner circumference of the cam ring 3 , Your edges 16 are radially extending, so that the groove 11 in the embodiment shown has a rectangular cross-section which extends over the length of the groove 11 is consistent. The width b of the groove 11 is smaller than the width b K of the cam ring 3 and is dimensioned so that even a safe, low-wear gliding of the heads 12 the wing 19 on the curve ring 3 is possible. The depth t of the groove 11 is about 0.1 mm in the embodiment shown.

11
Rotationspumperotary pump
22
Pumpengehäusepump housing
33
Kurvenringcam ring
44
Rotorrotor
55
Antriebswelledrive shaft
66
Verdrängungselementedisplacement elements
7, 7'7, 7 '
Pumpenkammerpump chamber
88th
Drucköffnungpressure opening
99
Saugöffnungsuction opening
1010
Bereich, v. 7 Area, v. 7
1111
Nutgroove
1212
Kopf, v. 6 Head, v. 6
1313
Saugbereichsuction area
1414
Umsteuerbereichswitchover
1515
Umsteuerbereichswitchover
1616
Rand, v. 11 Edge, v. 11
1717
FlügelzellenpumpeVane pump
1818
Wandwall
1919
Flügelwing
b b
Breite, v. 11 Width, v. 11
bK b K
Breite, v. 3 Width, v. 3
tt
Tiefe, v. 11 Depth, v. 11

Claims (12)

Rotationspumpe zur Erzeugung eines Druckmittelstromes für einen Verbraucher, mit einem Pumpengehäuse (2) in dem ein Kurvenring (3) eingesetzt ist, und mit einem Rotor (4) der an einer Antriebswelle (5) in dem Kurvenring (3) drehbar gehalten ist, wobei der Rotor (4) Verdrängungselemente (6) in tangentialem Abstand zueinander trägt, die zwischen dem Rotor (4) und dem Kurvenring (3) eine Pumpenkammer (7) mit einer Drucköffnung (8) und ein Pumpenkammer (7') mit einer Saugöffnung (9) bilden, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurvenring (3) im tangentialen Bereich (10) der Pumpenkammer (7), die mit der Saugöffnung (9) in Wechselwirkung ist, eine in tangentialer Richtung verlaufende Nut (11) aufweist, die eine geringere Breite (b) als der Kurvenring (3) hat.Rotary pump for generating a pressure medium flow for a consumer, with a pump housing ( 2 ) in which a cam ring ( 3 ) is inserted, and with a rotor ( 4 ) on a drive shaft ( 5 ) in the cam ring ( 3 ) is rotatably supported, wherein the rotor ( 4 ) Displacement elements ( 6 ) at a tangential distance between the rotor ( 4 ) and the cam ring ( 3 ) a pump chamber ( 7 ) with a pressure opening ( 8th ) and a pump chamber ( 7 ' ) with a suction opening ( 9 ), characterized in that the cam ring ( 3 ) in the tangential region ( 10 ) of the pump chamber ( 7 ) connected to the suction opening ( 9 ) is in a tangential direction groove ( 11 ), which has a smaller width (b) than the cam ring ( 3 ) Has. Rotationspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (11) in ihren Abmessungen so gestaltet ist, dass keine Kavitation im Spalt zwischen dem Kopf (12) der Verdrängungselemente (6) und dem Kurvenring (3) auftritt.Rotary pump according to claim 1, characterized in that the groove ( 11 ) is dimensioned so that no cavitation in the gap between the head ( 12 ) of the displacement elements ( 6 ) and the cam ring ( 3 ) occurs. Rotationspumpe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (11) sich tangential über den gesamten Saugbereich (13) zwischen Umsteuerbereichen (14, 15) des Kurvenringes (3) erstreckt.Rotary pump according to one of claims 1 or 2, characterized in that the groove ( 11 ) tangentially over the entire suction area ( 13 ) between reversal areas ( 14 . 15 ) of the cam ring ( 3 ). Rotationspumpe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (11) sich tangential über den Saugbereich (13) im Bereich des größten Materialabtrages in dem Kurvenring (3) erstreckt.Rotary pump according to one of claims 1 or 2, characterized in that the groove ( 11 ) tangentially over the suction area ( 13 ) in the region of the largest material removal in the cam ring ( 3 ). Rotationspumpe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Nut (11) tangential über einen Teil des Saugbereichs (13) des Kurvenringes (3) erstreckt.Rotary pump according to one of claims 1 or 2, characterized in that the groove ( 11 ) tangentially over part of the suction area ( 13 ) of the cam ring ( 3 ). Rotationspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (b) der Nut (11) höchstens etwa 7/8 der Breite (bK) des Kurvenringes (3) beträgt.Rotary pump according to one of claims 1 to 5, characterized in that the width (b) of the groove ( 11 ) at most about 7/8 of the width (b K ) of the cam ring ( 3 ) is. Rotationspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (11) über ihre Breite (b) etwa gleich tief ist.Rotary pump according to one of claims 1 to 5, characterized in that the groove ( 11 ) is about the same depth over its width (b). Rotationspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (11) zentriert in dem Kurvenring (3) angeordnet ist.Rotary pump according to one of claims 1 to 7, characterized in that the groove ( 11 ) centered in the cam ring ( 3 ) is arranged. Rotationspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ränder (16) der Nut (11) etwa radial verlaufen.Rotary pump according to one of claims 1 to 8, characterized in that the edges ( 16 ) of the groove ( 11 ) extend approximately radially. Rotationspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (11) einen teilkreisförmigen oder elliptischen oder von der Kreisform abweichenden Querschnitt aufweist.Rotary pump according to one of claims 1 to 9, characterized in that the groove ( 11 ) has a part-circular or elliptical or deviating from the circular cross-section. Rotationspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationspumpe (1) eine Flügelzellenpumpe (17) ist.Rotary pump according to one of claims 1 to 10, characterized in that the rotary pump ( 1 ) a vane pump ( 17 ). Rotationspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationspumpe (1) zur Druckmittelversorgung eines Aktuators eines Hilfskraft- oder Fremdkraftlenksystems oder eines aktiven Fahrwerks eines Kraftfahrzeugs dient.Rotary pump according to one of claims 1 to 11, characterized in that the rotary pump ( 1 ) for the pressure medium supply of an actuator of an auxiliary power or foreign power steering system or an active chassis of a motor vehicle is used.
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DE19942466A1 (en) * 1998-09-10 2000-03-16 Jidosha Kiki Co Adjustable displacement pump comprises pump body with inner chamber and suction and delivery paths connected to inner chamber, together with cam ring

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