DE102016205686A1

DE102016205686A1 - Vane pump

Info

Publication number: DE102016205686A1
Application number: DE102016205686.7A
Authority: DE
Inventors: Florian Pöhnlein; Sven Jabs
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2016-04-06
Filing date: 2016-04-06
Publication date: 2017-10-12

Abstract

Es wird eine Flügelzellenpumpe mit einem Rotor (1) in einem Gehäuse (2) vorgeschlagen, wobei an dem Rotor (1) mehrere radial ausgerichtete Flügel (4) vorgesehen sind, zwischen denen jeweils mit Fluid befüllbare Zellen (4) vorgesehen sind, wobei die Zellen (4) axialseitig einerseits durch eine Stirnplatte (5) und andererseits durch einen Deckel (6) begrenzt sind, wobei die Stirnplatte (5) zum Befüllen der Zellen (4) mit Fluid eine Saugniere (7) und zum Ausströmen des Fluids eine Druckniere (8) aufweist, wobei im Deckel (6) eine mit der Druckniere (8) korrespondierende Öffnung zum deckelseitigen Verbinden von benachbarten Zellen (4) vorgesehen ist, wobei an die Druckniere (8) saugnierenseitig eine Steuerkerbe (10) angeformt ist, die an einer Steuerkante (11) der Druckniere (8) endet, und wobei bezogen auf den Umfangswinkel (φ) im Querschnitt der Stirnplatte (5) und des Deckels (6) die Anfangsposition (13) der Steuerkerbe (10) in der Stirnplatte (5) vor der Anfangsposition (14) der als Ausgleichsöffnung (9) ausgeführten Öffnung in dem Deckel (6) angeordnet ist, sodass die Fluidvorbefüllung der jeweiligen Zelle (4) und die Fluidausströmung der jeweiligen Zelle (4) zur Druckseite über die Stirnplatte (5) vorgesehen ist.It is a vane pump with a rotor (1) in a housing (2) proposed, wherein on the rotor (1) a plurality of radially aligned vanes (4) are provided, between each of which fluid-filled cells (4) are provided, wherein the Cells (4) on the axial side on the one hand by a front plate (5) and the other by a cover (6) are limited, wherein the end plate (5) for filling the cells (4) with fluid a Saugniere (7) and the outflow of the fluid is a pressure kidney (8), wherein in the cover (6) with the pressure kidney (8) corresponding opening for lid-side connection of adjacent cells (4) is provided, wherein on the pressure kidney (8) Saugaugieren a control notch (10) is formed on the a control edge (11) of the pressure kidney (8) ends, and wherein based on the circumferential angle (φ) in the cross section of the end plate (5) and the cover (6) the initial position (13) of the control notch (10) in the end plate (5) before the starting position (14) de Is arranged as an equalization opening (9) opening in the cover (6), so that the Vorvorbefüllung the respective cell (4) and the fluid outflow of the respective cell (4) is provided to the pressure side via the end plate (5).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flügelzellenpumpe mit einem Rotor an einem Gehäuse gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art. The present invention relates to a vane pump with a rotor on a housing according to the closer defined in the preamble of claim 1. Art.

Derartige Flügelzellpumpen, insbesondere für Kraftfahrzeuge oder dergleichen, sind hinreichend bekannt. Jede Flügelzellenpumpe weist an dem Rotor mehrere radial ausgerichtete Flügel auf, zwischen denen jeweils mit Fluid befüllbare Zellen vorgesehen sind. Die Flügel der Flügelzellenpumpe sind radial verstellbar an dem Rotor angeordnet. Neben nicht verstellbaren Flügelzellenpumpen sind auch verstellbare Flügelzellenpumpen bekannt, welche bezüglich ihrer Leistung verstellbar sind. Die Zellen sind axialseitig einerseits durch eine Stirnplatte und andererseits durch einen Deckel an dem Gehäuse begrenzt. Die Stirnplatte weist zum Befüllen der Zellen eine Saugniere und zum Ausbringen des Fluids eine Druckniere auf, wobei im Deckel eine mit der Druckniere korrespondierende Öffnung zum deckelseitigen Verbinden von benachbarten Zellen vorgesehen ist. An die Druckniere ist saugnierenseitig eine Steuerkerbe angeformt, die an einer Steuerkante der Druckniere endet. Bei einem V-förmigen Verlauf der Steuerkerbe treten jedoch Kavitationsprobleme auf. Wenn kein V-förmiger Verlauf bei der Steuerkerbe vorgesehen ist, treten allerdings in nachteiliger Weise unerwünschte Akustikprobleme an der Flügelzellenpumpe auf. Such vane pumps, especially for motor vehicles or the like, are well known. Each vane pump has a plurality of radially aligned vanes on the rotor, between each of which fluid-fillable cells are provided. The vanes of the vane pump are arranged radially adjustable on the rotor. In addition to non-adjustable vane pumps and adjustable vane pumps are known which are adjustable in performance. The cells are bounded on the axial side on the one hand by an end plate and on the other hand by a cover on the housing. The end plate has a suction kidney for filling the cells and a pressure kidney for dispensing the fluid, wherein an opening corresponding to the pressure kidney is provided in the lid for the lid-side connection of adjacent cells. On the pressure kidney a tax notch is formed on the suction side, which ends at a control edge of the pressure kidney. However, a V-shaped course of the control notch causes cavitation problems. If no V-shaped course is provided at the control notch, however, disadvantageous unwanted acoustic problems occur on the vane pump.

Die Steuerkerbe ist als axiale Vertiefung in mindestens einem Gehäuseteil wie beispielsweise der Stirnplatte oder dem Deckel ausgebildet. Überstreicht im Betrieb das axiale Endes des Flügels das zur Saugseite hin gerichtete Ende der Steuerkerbe, wird zwischen einer der Saugseite zugewandten Flügelkante und dem jeweiligen Gehäuseteil, bzw. der in diesem ausgebildeten Steuerkerbe eine Öffnung mit einer Querschnittsfläche frei, durch welche der Druckbereich der Flügelzellenpumpe mit einem von zwei Flügeln gebildeten Arbeitsraum verbunden ist. Hierbei herrscht in besagtem Arbeitsraum kurz vor der Verbindung mit der Druckseite durch besagte Querschnittsfläche ein Druck, welcher zumindest annährend dem Druck auf der Saugseite der Flügelzellenpumpe entspricht. Diese Querschnittsfläche wird nachfolgend als Druckquerschnittsfläche bezeichnet. Die Druckquerschnittsflächen der beiden Gehäuseteile summieren sich zur Gesamt-Druckquerschnittsfläche. Diese ist die gesamte Strömungsquerschnittsfläche welche in einer bestimmten Stellung eines Flügels vom Druckmedium durchströmbar ist, wenn dieses aus dem sich während der Rotordrehung verkleinernden Arbeitsraum verdrängt wird. Das Betriebsmedium kann durch die Druckquerschnittsfläche in besagten Arbeitsraum strömen und diesen vorbefüllen. The control notch is formed as an axial recess in at least one housing part such as the face plate or the lid. During operation, the axial end of the wing sweeps the end of the control notch towards the suction side, an opening with a cross-sectional area is freed between a wing edge facing the suction side and the respective housing part, or the control notch formed therein, through which the pressure area of the vane cell pump connected to a working space formed by two wings. Here, prevails in said working space just before the connection with the pressure side by said cross-sectional area a pressure which corresponds at least approximately to the pressure on the suction side of the vane pump. This cross-sectional area is referred to below as the pressure cross-sectional area. The pressure cross-sectional areas of the two housing parts add up to the total pressure cross-sectional area. This is the entire flow cross-sectional area which can be traversed by the pressure medium in a certain position of a wing, when it is displaced from the working space which decreases in size during the rotor rotation. The operating medium can flow through the pressure cross-sectional area in said working space and prefilled this.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde eine Flügelzellenpumpe der eingangs beschriebenen Gattung vorzuschlagen, bei der sowohl akustische Probleme als auch Kavitationsprobleme vermieden werden. The present invention has for its object to propose a vane pump of the type described above, in which both acoustic problems and cavitation problems are avoided.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst, wobei sich vorteilhafte Ausgestaltungen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung sowie den Zeichnungen ergeben. This object is achieved by the features of claim 1, wherein advantageous embodiments of the dependent claims and the description and the drawings.

Somit wird eine Flügelzellenpumpe mit einem Rotor in einem Gehäuse vorgeschlagen, die verstellbar oder auch nicht verstellbar ausgeführt sein kann. An dem Rotor sind mehrere radial ausgerichtete Flügel vorgesehen, zwischen denen jeweils mit Fluid befüllbare Zellen vorgesehen sind. Die Zellen sind axialseitig durch eine Stirnplatte und einen Deckel begrenzt, wobei die Stirnplatte zum Befüllen der jeweiligen Zelle eine Saugniere und zum Ausströmen des Fluids eine Druckniere aufweisen. Im Deckel ist zudem eine mit der Druckniere korrespondierende Öffnung zum deckelseitigen Verbinden von benachbarten Zellen vorgesehen. An die Druckniere ist saugnierenseitig eine Steuerkerbe angeformt, die an einer Steuerkante der Druckniere endet. Thus, a vane pump is proposed with a rotor in a housing that can be made adjustable or not adjustable. On the rotor a plurality of radially aligned wings are provided, between each of which fluid-fillable cells are provided. The cells are bounded on the axial side by an end plate and a lid, wherein the end plate for filling the respective cell have a suction kidney and for discharging the fluid a pressure kidney. In addition, a lid corresponding to the pressure kidney is provided in the lid for the lid-side connection of adjacent cells. On the pressure kidney a tax notch is formed on the suction side, which ends at a control edge of the pressure kidney.

Um sowohl auftretende Akustikprobleme als auch Kavitationsprobleme bei der vorgeschlagenen Flügelzellenpumpe zu vermeiden, ist bezogen auf den Umfangswinkel, der um die Rotationsachse des Rotors verläuft, im Querschnitt der Stirnplatte und des Deckels die Anfangsposition der Steuerkerbe in der Stirnplatte vor der Anfangsposition der als Ausgleichsöffnung ausgeführten Öffnung in dem Deckel bezogen auf die Drehrichtung des Rotors angeordnet, so dass die Fluidbefüllung der jeweiligen Zellen und die Fluidausbringung der jeweiligen Zellen zur Druckseite über die Stirnplatte realisiert wird. In order to avoid both occurring acoustic problems and cavitation problems in the proposed vane pump, based on the circumferential angle which extends around the axis of rotation of the rotor, in the cross section of the end plate and the cover, the initial position of the control notch in the end plate in front of the initial position of the opening designed as a compensation opening arranged in the lid relative to the direction of rotation of the rotor, so that the fluid filling of the respective cells and the fluid delivery of the respective cells to the pressure side over the face plate is realized.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung vereinen sich die Vorteile der kontinuierlichen Vorbefüllung der jeweiligen Pumpenkammer bzw. Zelle mit den Vorteilen eines möglichst weichen Übergangs zum Druckbereich. Dadurch ergeben sich die Akustik- und Kavitationsvorteile bei der vorgeschlagenen Flügelzellenpumpe. The inventive arrangement, the advantages of continuous pre-filling of the respective pump chamber or cell combine with the advantages of the softest possible transition to the pressure range. This results in the acoustic and Kavitationsvorteile in the proposed vane pump.

Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Anfangsposition der Steuerkerbe der Druckniere bezogen auf den Umfangswinkel im Querschnitt der Stirnplatte zwischen 30° bis 50° und die Anfangsposition der Ausgleichsöffnung des Deckels bezogen auf den Umfangswinkel im Querschnitt des Deckels zwischen 40° und 60° angeordnet sind. Hierbei sind Werte der jeweils angegebenen Intervalle derart zu wählen, dass die Anfangsposition der Steuerkerbe in der Stirnplatte vor der Anfangsposition der Ausgleichsöffnung in dem Deckel angeordnet ist. In an advantageous development of the invention can be provided that the initial position of the control notch of the pressure kidney based on the circumferential angle in the cross section of the face plate between 30 ° to 50 ° and the initial position of the compensation opening of the lid based on the circumferential angle in the cross section of the lid between 40 ° and 60 ° are arranged. In this case, values of the respectively specified intervals are to be selected such that the starting position of the control notch in the Face plate is arranged in front of the initial position of the compensation opening in the lid.

Dadurch, dass die Steuerkerbe der Druckniere im Querschnitt zunächst einen im Druckquerschnitt begrenzten etwa V-förmigen Verlauf aufweist, an den sich ein den Druckquerschnitt vergrößernder Bereich anschließt, der sich kontinuierlich etwa auf die radiale Breite der Druckniere erweitert, ergibt sich zunächst eine optimale Vorbefüllung der jeweiligen Zelle und anschließend ein weicher Übergang zum Druckbereich. Die V-Form kann zusätzlich durch den im Querschnitt gewählten Winkel beeinflusst werden. Es hat sich gezeigt, dass ein Winkel von etwa 20° bis 25° vorteilhaft ist. Due to the fact that the control notch of the print kidney in cross-section initially has an approximately V-shaped course limited in the pressure cross-section, followed by a region enlarging the pressure cross section, which widens continuously to approximately the radial width of the print kidney, an optimal pre-filling of the first results respective cell and then a soft transition to the printing area. The V-shape can additionally be influenced by the angle selected in the cross-section. It has been found that an angle of about 20 ° to 25 ° is advantageous.

Im Rahmen einer nächsten Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass auch die Ausgleichsöffnung eine Steuerkerbe aufweist, die im Querschnitt eine vorbestimmte radiale Breite ausgehend von radial innen der Ausgleichsöffnung mit vorbestimmtem Radius aufweist, an den sich ein nach radial außen erweiternder Verlauf anschließt. Dieser Verlauf der Steuerkerbe der Ausgleichsöffnung im Zusammenhang mit der Steuerkerbe an der Druckniere ergibt eine weitere Optimierung bezüglich der Akustik- und Kavitationseigenschaften bei der vorgeschlagenen Flügelzellenpumpe. As part of a next development of the invention can be provided that the compensation opening has a control notch, which has a predetermined radial width in cross-section from radially inward of the compensation opening with a predetermined radius, followed by a radially outwardly expanding course. This course of the control notch of the compensation opening in connection with the control notch on the pressure kidney results in a further optimization with regard to the acoustic and cavitation properties in the proposed vane pump.

Eine weitere Variante der Erfindung kann vorsehen, dass bei der vorgeschlagenen Flügelzellenpumpe die Steuerzeiten deckelseitig und/oder stirnplattenseitig verändert werden. A further variant of the invention can provide that in the proposed vane pump, the control times are changed on the cover side and / or end plate side.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen: Hereinafter, the present invention will be further explained with reference to the drawings. Show it:

1 eine Explosionsdarstellung einer möglichen Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Flügelzellenpumpe; 1 an exploded view of a possible embodiment of a vane pump according to the invention;

2 eine dreidimensionale Teilansicht der erfindungsgemäßen Flügelzellenpumpe ohne Kurvenring; 2 a three-dimensional partial view of the vane pump according to the invention without cam ring;

3 eine Teilansicht der Stirnplatte mit einem Teil der Saugniere und der Druckniere der erfindungsgemäßen Flügelzellenpumpe; 3 a partial view of the face plate with a part of the Saugniere and the pressure kidney of the vane pump according to the invention;

4 eine weitere Teilansicht der Stirnplatte; 4 a further partial view of the face plate;

5 einen Tangentialschnitt entlang der Schnittlinie A-A gemäß 4; 5 a tangential section along the section line AA according to 4 ;

6 eine Teilansicht des Deckels der erfindungsgemäßen Flügelzellenpumpe; 6 a partial view of the lid of the vane pump according to the invention;

7 eine vergrößerte Teilansicht gemäß 6; 7 an enlarged partial view according to 6 ;

8 einen Tangentialschnitt entlang der Schnittlinie B-B gemäß 7; 8th a tangential section along the section line BB according to 7 ;

9 ein Diagramm mit verschiedenen Verläufen der Druckquerschnittsflächen über den Umfangswinkel bei der erfindungsgemäßen Flügelzellenpumpe und 9 a diagram with different profiles of the pressure cross-sectional areas over the circumferential angle in the vane pump according to the invention and

10 ein Diagramm mit mehreren Verläufen der Druckquerschnittsflächen über den Umfangswinkel bei einer bekannten Flügelzellenpumpe (Stand der Technik). 10 a diagram with multiple profiles of the pressure cross-sectional areas over the circumferential angle in a known vane pump (prior art).

In den 1 bis 8 sind verschiedene Ansichten einer erfindungsgemäßen Flügelzellenpumpe anhand eines Ausführungsbeispiels exemplarisch dargestellt, wobei die 9 und 10 jeweils den sich verändernden Druckquerschnittsflächen stirnplattenseitig und deckelseitig über einen Umfangswinkel φ bei der erfindungsgemäßen Flügelzellenpumpe und bei einer bekannten Flügelzellenpumpe darstellen. In the 1 to 8th various views of a vane pump according to the invention are exemplified using an exemplary embodiment, wherein the 9 and 10 each represent the changing pressure cross-sectional areas end plate side and cover side over a circumferential angle φ in the vane pump according to the invention and in a known vane pump.

Aus der Explosionsdarstellung gemäß 1 ist der Aufbau der Flügelzellenpumpe ersichtlich. Die Flügelzellenpumpe weist einen um eine Drehachse D drehbaren Rotor 1 in einem Gehäuse 2 auf, wobei an dem Rotor 1 mehrere radial ausgerichtete und verschiebbar gelagerte Flügel 3 vorgesehen sind, zwischen denen jeweils mit Fluid befüllbare Zellen 4 vorgesehen sind. Die Richtung des Umfangswinkels φ ist im Betrieb der Flügelzellenpumpe auch die Drehrichtung des Rotors 1. Die Zellen 4 sind axialseitig einerseits durch eine Stirnplatte 5 und andererseits durch einen Deckel 6 begrenzt. Die Stirnplatte 5 weist zum Befüllen mit Fluid der Zellen 4 eine Sauniere 7 und zum Ausströmen bzw. Ausbringen des Fluids eine Druckniere 8 auf. Im Deckel 6 ist eine mit der Druckniere 8 korrespondierende Ausgleichsöffnung 9 zum deckelseitigen Verbinden von benachbarten Zellen 4 vorgesehen. An die Druckniere 8 ist saugnierenseitig eine Steuerkerbe 10 angeformt, die an einer Steuerkante 11 der Druckniere 8 endet. From the exploded view according to 1 the structure of the vane pump is visible. The vane pump has a rotatable about a rotation axis D rotor 1 in a housing 2 on, being on the rotor 1 several radially aligned and slidably mounted wings 3 are provided, between which each fillable with fluid cells 4 are provided. The direction of the circumferential angle φ in the operation of the vane pump is also the direction of rotation of the rotor 1 , The cells 4 are on the axial side on the one hand by a face plate 5 and on the other hand by a lid 6 limited. The face plate 5 has for filling with fluid of the cells 4 a sauna 7 and for discharging the fluid, a pressurized kidney 8th on. In the lid 6 is one with the print kidney 8th corresponding compensation opening 9 for the cover-side connection of adjacent cells 4 intended. To the print kidney 8th is a control notch on the intake side 10 molded, which at a control edge 11 the print kidney 8th ends.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass bezogen auf den um die Rotationsachse des Rotors 1 verlaufenden Umfangswinkel im Querschnitt der Stirnplatte 5 und des Deckels 6 die Anfangsposition 13 der Steuerkerbe 10 in der Stirnplatte 5 vor der Anfangsposition 14 der Ausgleichsöffnung 9 in dem Deckel 6 angeordnet ist, so dass die Fluidvorbefüllung der jeweiligen Zelle 4 und die Fluidausströmung der jeweiligen Zelle 4 zur Druckseite über die Stirnplatte 5 vorgesehen ist. According to the invention, it is provided that, relative to that about the axis of rotation of the rotor 1 extending circumferential angle in the cross section of the face plate 5 and the lid 6 the starting position 13 the tax notch 10 in the face plate 5 before the start position 14 the compensation opening 9 in the lid 6 is arranged so that the fluid pre-filling of the respective cell 4 and the fluid outflow of the respective cell 4 to the pressure side over the front plate 5 is provided.

In 2 ist eine dreidimensionale Teilansicht der Flügelzellenpumpe ohne Gehäuse 2 und Kurvenring 12 dargestellt, wodurch der dreidimensionale Verlauf der Sauniere 7 und der Druckniere 8 sowie der Ausgleichsöffnung 9 verdeutlicht wird. In 2 is a three-dimensional partial view of the vane pump without housing 2 and curve ring 12 representing the three-dimensional course of the sauna 7 and the print kidney 8th as well as the compensation opening 9 is clarified.

3 zeigt eine axiale Teilansicht der Stirnplatte 5, aus der hervorgeht, dass die Anfangsposition 13 der Steuerkerbe 10 an der Druckniere 8 bezogen auf den Umfangswinkel φ im Querschnitt der Stirnplatte 5 zwischen 30° und 50°, vorzugsweise bei etwa 38° angeordnet ist. Somit beginnt die Druckniere 8 mit der Anfangsposition 13 der Steuerkerbe 10 bei einem Umfangswinkel φ von 38° bis zur Steuerkante 11 der Druckniere 8 bei einem Umfangswinkel φ von etwa 63°. 3 shows an axial partial view of the face plate 5 , which shows that the starting position 13 the tax notch 10 at the print kidney 8th based on the circumferential angle φ in the cross section of the face plate 5 between 30 ° and 50 °, preferably at about 38 °. Thus, the pressure kidney begins 8th with the starting position 13 the tax notch 10 at a circumferential angle φ of 38 ° to the control edge 11 the print kidney 8th at a circumferential angle φ of about 63 °.

Die angegebenen Werte für den Umfangswinkel φ beziehen sich bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel in den 1 bis 10 auf eine Flügelzellenpumpe mit z. B. elf Flügeln 3. Bei Flügelzellenpumpen mit anderen Flügelzahlen werden die Werte entsprechend angepasst. The specified values for the circumferential angle φ relate in the embodiment shown in the 1 to 10 on a vane pump with z. B. eleven wings 3 , For vane pumps with different numbers of blades, the values are adjusted accordingly.

Ferner ist der Außendurchmesser d_A des Rotors 1 und die minimale Hubkurve min. sowie die maximale Hubkurve max. bei der verstellbaren Flügelzellenpumpe angedeutet. Der Wert 10° des Umfangswinkels entspricht in den Figuren dem sogenannten oberen Totpunkt OT der Flügelzellenpumpe, an dem die Flügel maximal ausgefahren sind. Der Umfangswinkel φ ist bezogen auf die Rotorachse bzw. auf eine Vertikale in Einbaulage der Flügelzellenpumpe. Further, the outer diameter d_A of the rotor 1 and the minimum lift curve min. as well as the maximum lift curve max. indicated at the adjustable vane pump. The value 10 ° of the circumferential angle corresponds in the figures to the so-called top dead center OT of the vane pump, on which the wings are maximally extended. The circumferential angle φ is relative to the rotor axis or to a vertical in installation position of the vane pump.

Des Weiteren ist der Querschnittsverlauf der Steuerkerbe 10 verdeutlicht. Die Steuerkerbe 10 weist im Querschnitt einen V-förmigen Verlauf auf, an den sich ein einseitig nach radial außen auf den maximalen äußeren Umfang bzw. auf die maximale äußere radiale Breite der Druckniere 8 erweiternder Verlauf anschließt. Furthermore, the cross section of the control notch 10 clarified. The tax notch 10 has a V-shaped profile in cross-section, to which a one-sided radially outward on the maximum outer circumference or to the maximum outer radial width of the print kidney 8th expanding course connects.

Wie insbesondere aus 4 ersichtlich ist, beträgt der Winkel β der V-Form der Steuerkerbe 10 in der axialen Teilansicht, bzw. in der Ebene einer Planfläche 19 der Stirnplatte 5, welche senkrecht von der Drehachse D durchstochen wird, etwa 20° bis 25°, vorzugsweise 23°. Zusätzlich dargestellt ist eine Projektion 3a eines Flügels 3 in die Ebene der Planfläche 19 der Stirnplatte 5. Der Flügel 3 überdeckt hierbei teilweise die Steuerkerbe 10. As in particular from 4 is apparent, the angle β of the V-shape of the control notch 10 in the axial partial view, or in the plane of a plane surface 19 the face plate 5 , which is pierced perpendicularly from the axis of rotation D, about 20 ° to 25 °, preferably 23 °. Additionally shown is a projection 3a a grand piano 3 in the plane of the plane surface 19 the face plate 5 , The wing 3 partially covers the tax code 10 ,

5 zeigt einen Tangentialschnitt entlang der Schnittlinie A-A gemäß 4 und damit einen Längsschnitt der Steuerkerbe 10. Aus dieser Ansicht ist ersichtlich, dass in der Stirnplatte 5 die Steuerkerbe 10 der Druckniere 8 derart keilförmig ausgestaltet ist, dass zwischen einer Grundkontur 10a der Steuerkerbe 10 und der Planfläche 19 der Stirnplatte 5 ein Winkel α von etwa 12° ausgebildet ist. 5 shows a tangential section along the section line AA according to 4 and thus a longitudinal section of the control notch 10 , From this view it can be seen that in the face plate 5 the tax notch 10 the print kidney 8th is configured wedge-shaped, that between a basic contour 10a the tax notch 10 and the plane surface 19 the face plate 5 an angle α of about 12 ° is formed.

Ebenfalls dargestellt ist ein Teilschnitt des Flügels 3 in der Position, die durch dessen Projektion 3a in 4 gezeigt ist. In der Darstellung ist rechts des Flügels 3 eine Zelle 4a und links des Flügels 3 eine Zelle 4b ausgebildet. So lange die Zellen 4a und 4b durch den Flügel 3 voneinander getrennt sind, herrscht im Betrieb der Flügelzellenpumpe in der Zelle 4a ein Druck pH, welcher dem von der Flügelzellenpumpe erzeugten Druck der Druckseite entspricht und in der Zelle 4b ein Druck pS, der zumindest annähernd dem Druck der Saugseite der Flügelzellenpumpe entspricht. Also shown is a partial section of the wing 3 in the position, by its projection 3a in 4 is shown. In the illustration is right of the wing 3 a cell 4a and left of the grand piano 3 a cell 4b educated. As long as the cells 4a and 4b through the wing 3 are separated, prevails in operation of the vane pump in the cell 4a a pressure of pH which corresponds to the pressure of the pressure side generated by the vane pump and in the cell 4b a pressure p S, which corresponds at least approximately to the pressure of the suction side of the vane pump.

Befindet sich jedoch der Flügel 3 in der dargestellten Position über der als Steuerkerbe 10 ausgebildeten Vertiefung in der Stirnplatte 5, besteht unter einer Flügelkante 16 des Flügels 3 hindurch durch die Steuerkerbe 10 eine Verbindung zwischen den Zellen 4a und 4b. Die durchströmbare Querschnittsfläche, welche von der Flügelkante und einer Innenkontur der Steuerkerbe 10 gebildet wird, wird nachfolgend als Druckquerschnittsfläche A_Q5 bezeichnet. Verschiebt sich der Flügel in Richtung des Umfangswinkels φ, vergrößert sich die freie Querschnittsfläche der Steuerkerbe und damit die Druckquerschnittsfläche A_Q5. Erreicht bei der Drehung des Rotors 1 der Flügel 3 die Steuerkerbe 10, so wächst von Null ausgehend die Druckquerschnittsfläche A_Q5 an, so dass das in der Zelle 4a unter dem Druck pH stehende Druckmedium durch die Druckquerschnittsfläche A_Q5 von der Zelle 4a in die Zelle 4b strömen und diese vorbefüllen kann, bzw. damit den Druck in der Zelle 4b auf den Druck pH anheben kann. However, is the wing 3 in the position shown above as a control notch 10 trained depression in the face plate 5 , exists under a wing edge 16 of the grand piano 3 through the tax notch 10 a connection between the cells 4a and 4b , The flow-through cross-sectional area, which of the wing edge and an inner contour of the control notch 10 is hereinafter referred to as pressure cross-sectional area A_Q5. Shifts the wing in the direction of the circumferential angle φ, increases the free cross-sectional area of the control notch and thus the pressure cross-sectional area A_Q5. Achieved while turning the rotor 1 the wing 3 the tax notch 10 , starting from zero, the pressure cross-sectional area A_Q5 increases, so that in the cell 4a pressure medium under pressure through the pressure cross-sectional area A_Q5 of the cell 4a into the cell 4b flow and pre-fill, or thus the pressure in the cell 4b on the pressure can raise pH.

In 6 ist eine Teilansicht des Deckels 6 in axialer Draufsicht dargestellt, d.h. in Richtung der Drehachse D des Rotors 1. Aus dieser Ansicht geht hervor, dass die Anfangsposition 14 der Ausgleichsöffnung 9 des Deckels 6 bezogen auf den Umfangswinkel φ im Querschnitt des Deckels 6 zwischen 40 und 60°, vorzugsweise bei etwa 53° des Umfangswinkels angeordnet ist. In zusammengebauten Zustand der Flügelzellenpumpe liegen sich die Ausgleichsöffnung 9 des Deckels 6 und die Druckniere 8 der Stirnplatte 5 in etwa axial gegenüber. In 6 is a partial view of the lid 6 shown in axial plan view, ie in the direction of the axis of rotation D of the rotor 1 , From this view it appears that the starting position 14 the compensation opening 9 of the lid 6 based on the circumferential angle φ in the cross section of the lid 6 between 40 and 60 °, preferably at about 53 ° of the circumferential angle is arranged. In the assembled state of the vane pump are the compensation opening 9 of the lid 6 and the pressure kidney 8th the face plate 5 approximately axially opposite.

Aus der in 7 dargestellten axialen Teilansicht des Deckels 6 wird ersichtlich, dass eine Steuerkerbe 15 der Ausgleichsöffnung 9 im Querschnitt einen am inneren Umfang der Ausgleichsöffnung 9 beginnenden Verlauf mit vorbestimmter radialer Breite und vorbestimmtem Radius in Richtung des Umfangswinkels φ aufweist, an den sich ein einseitig nach radial außen auf die maximale äußere radiale Breite der Ausgleichsöffnung 9 erweiternder Verlauf anschließt. Aus 7 ist ferner ersichtlich, dass die radiale Breite des beginnenden Verlaufs der Steuerkerbe 15 der Ausgleichsöffnung 9 etwa 2,1 mm beträgt. Des Weiteren ist die Schnittlinie eines Tangentialschnitts B-B eingezeichnet, sowie eine Projektion 3a eines Flügels 3 in die Ebene der Planfläche 18 des Deckels 6. From the in 7 shown axial partial view of the lid 6 it becomes apparent that a tax notch 15 the compensation opening 9 in cross-section one on the inner circumference of the compensation opening 9 Beginning course with predetermined radial width and predetermined radius in the direction of the circumferential angle φ, to which a one-sided radially outward on the maximum outer radial width of the compensation opening 9 expanding course connects. Out 7 It can also be seen that the radial width of the incipient course of the control notch 15 the compensation opening 9 is about 2.1 mm. Furthermore, the section line of a tangential section BB is drawn, as well as a projection 3a a grand piano 3 in the plane of the plane surface 18 of the lid 6 ,

In 8 ist ein Tangentialschnitt B-B durch den Deckel 6 gezeigt. Aus dieser Darstellung ist ersichtlich, dass in dem Deckel 6 die Steuerkerbe 15 der Ausgleichsöffnung 9 derart keilförmig ausgestaltet ist, dass zwischen einer Grundkontur 15a der Steuerkerbe 15 und einer Planfläche 18 des Deckels 6 ein Winkel α von etwa 28° ausgebildet ist. In 8th is a tangential section BB through the lid 6 shown. From this illustration it can be seen that in the lid 6 the tax notch 15 the compensation opening 9 is configured wedge-shaped, that between a basic contour 15a the tax notch 15 and a plane surface 18 of the lid 6 an angle α of about 28 ° is formed.

Ebenfalls dargestellt ist ein Teilschnitt des Flügels 3 in der Position, die durch dessen Projektion 3a in 7 gezeigt ist. Ähnlich wie in der Beschreibung der 5 herrschen in den Kammern 4a und 4b links und rechts des Flügels 3 unterschiedliche Drücke pH und pS, so lange die Kammern 4a und 4b voneinander getrennt sind. Befindet sich jedoch der Flügel 3 in der dargestellten Position über der als Steuerkerbe 15 in dem Deckel 6 ausgebildeten Vertiefung, besteht unter einer Flügelkante 17 des Flügels 3 hindurch durch die Steuerkerbe 15 eine Verbindung zwischen den Zellen 4a und 4b. Die durchströmbare Querschnittsfläche, welche von der Flügelkante 17 und einer Innenkontur der Steuerkerbe 15 gebildet wird, wird nachfolgend als Druckquerschnittsfläche A_Q6 bezeichnet. In der gezeigten Position des Flügels 3 besteht durch die Druckquerschnittsfläche A_Q6 eine Verbindung zwischen den Kammern 4a und 4b, so dass das in der Zelle 4a unter dem Druck pH stehende Druckmedium durch die Druckquerschnittsfläche A_Q6 von der Zelle 4a in die Zelle 4b strömen und diese vorbefüllen kann, bzw. damit den Druck in der Zelle 4b auf den Druck pH anheben kann. Also shown is a partial section of the wing 3 in the position, by its projection 3a in 7 is shown. Similar to the description of the 5 prevail in the chambers 4a and 4b left and right of the wing 3 different pressures pH and pS, as long as the chambers 4a and 4b are separated from each other. However, is the wing 3 in the position shown above as a control notch 15 in the lid 6 formed recess, is under a wing edge 17 of the grand piano 3 through the tax notch 15 a connection between the cells 4a and 4b , The flow-through cross-sectional area, that of the wing edge 17 and an inner contour of the control notch 15 is hereinafter referred to as pressure cross-sectional area A_Q6. In the position of the wing shown 3 Through the pressure cross-sectional area A_Q6 there is a connection between the chambers 4a and 4b so that's in the cell 4a pressure medium under pressure through the pressure cross-sectional area A_Q6 of the cell 4a into the cell 4b flow and pre-fill, or thus the pressure in the cell 4b on the pressure can raise pH.

In 9 ist ein Diagramm mit Verläufen einer Druckquerschnittsfläche A_Q über dem Umfangswinkel φ dargestellt, welche bei der erfindungsgemäßen Flügelzellenpumpe realisiert werden. In 10 sind die Druckquerschnittsflächen A_Q ebenfalls über dem Umfangswinkel φ dargestellt, jedoch bei einer bekannten Flügelzellenpumpe. Dargestellt sind eine druckseitige Stirnplatten-Druckquerschnittsfläche A_Q5, eine druckseitige Deckel-Druckquerschnittsfläche A_Q6 und eine Gesamt-Druckquerschnittsfläche A_QG als Summe der Stirnplatten-Druckquerschnittsfläche A_Q5 und der Deckel-Druckquerschnittsfläche A_Q6. In 9 is a diagram with curves of a pressure cross-sectional area A_Q shown over the circumferential angle φ, which are realized in the vane pump according to the invention. In 10 the pressure cross-sectional areas A_Q are also shown over the circumferential angle φ, but in a known vane pump. Shown are a pressure-side face plate pressure cross-sectional area A_Q5, a pressure-side cover pressure cross-sectional area A_Q6 and a total pressure cross-sectional area A_QG as the sum of the face plate pressure cross-sectional area A_Q5 and the cover pressure cross-sectional area A_Q6.

Ein Vergleich zwischen den Verläufen der erfindungsgemäßen Flügelzellenpumpe und der bekannten Flügelzellenpumpe zeigt, dass die Gesamt-Druckquerschnittsfläche A_QG bei der erfindungsgemäßen Flügelzellenpumpe früher bei einem geringeren Umfangswinkel φ ansteigen als bei der bekannten Flügelzellenpumpe. Damit wird eine kontinuierliche Vorbefüllung der jeweiligen Zelle 4 und ein weicher Übergang zum Druckbereich realisiert. Ferner ist ersichtlich, dass der Verlauf der Druckquerschnittsfläche stirnplattenseitig durch die V förmige Steuerkerbe der Druckniere am Anfangsbereich eine geringere Steigung als deckenseitig realisiert. A comparison between the courses of the vane pump according to the invention and the known vane pump shows that the total pressure cross-sectional area A_QG increase earlier in the vane pump according to the invention at a smaller circumferential angle φ than in the known vane pump. This is a continuous pre-filling of each cell 4 and realized a smooth transition to the printing area. Furthermore, it can be seen that the course of the pressure cross-sectional area realized on the end plate side by the V-shaped control notch of the pressure kidney at the beginning of a lower slope than the ceiling side.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Rotor rotor
2 2: Gehäuse casing
3 3: Flügel wing
3a 3a: Projektion des Flügels Projection of the wing
4 4: Zellen cell
4a 4a: Zelle cell
4b 4b: Zelle cell
5 5: Stirnplatte faceplate
6 6: Deckel cover
7 7: Saugniere suction kidney
8 8th: Druckniere pressure kidney
9 9: Ausgleichsöffnung compensation opening
10 10: Steuerkerbe der Druckniere Control score of the print kidney
10a 10a: Grundkontur basic contour
11 11: Steuerkante der Druckniere Control edge of the print kidney
12 12: Kurvenring cam ring
13 13: Anfangsposition Druckniere Start position Print kidney
14 14: Anfangsposition Ausgleichsöffnung Initial position equalization opening
15 15: Steuerkerbe an der Ausgleichsöffnung Control notch at the compensation opening
15a 15a: Grundkontur basic contour
16 16: Flügelkante wing edge
17 17: Flügelkante wing edge
18 18: Planfläche plane surface
19 19: Planfläche plane surface
A_Q A_Q: Druckquerschnittsfläche Pressure cross-sectional area
A_QG A_QG: Gesamt-Druckquerschnittsfläche Total pressure cross-sectional area
A_Q5 A_Q5: Stirnplatten-Druckquerschnittsfläche Faceplate pressure cross-sectional area
A_Q6 A_Q6: Deckel-Druckquerschnittsfläche Cover-pressure cross-sectional area
d_A there: Außendurchmesser des Rotors Outer diameter of the rotor
pH pH: Druck print
pS pS: Drduck Drduck
max. Max.: maximale Hubkurve maximum lift curve
min. minute: minimale Hubkurve minimal lift curve
OT OT: oberer Totpunkt Top Dead Center
pH pH: Druck Druckseite Pressure pressure side
pS pS: Druck Saugseite Pressure suction side
α α: Winkel der Steuerkerbe der Druckniere bzw. der Steuerkerbe der Ausgleichsöffnung im TangentialschnittAngle of the control notch of the pressure kidney or the control notch of the compensation opening in tangential section
β β: Winkel der Steuerkerbe der Druckniere in der axialen Ansicht Angle of the control notch of the pressure kidney in the axial view
φ φ: Umfangswinkel circumferential angle

Claims

Vane pump with a rotor ( 1 ) in a housing ( 2 ), wherein on the rotor ( 1 ) a plurality of radially aligned wings ( 4 ) between which in each case fluid-fillable cells ( 4 ), the cells ( 4 ) axially on the one hand by a face plate ( 5 ) and on the other hand by a lid ( 6 ) are limited, wherein the end plate ( 5 ) for filling the cells ( 4 ) with fluid a Saugniere ( 7 ) and to the outflow of the fluid a pressure kidney ( 8th ), wherein in the lid ( 6 ) one with the print kidney ( 8th ) corresponding opening for the cover-side connection of adjacent cells ( 4 ) and where the pressure kidney ( 8th ) on the suction side a control notch ( 10 ) is formed, which at a control edge ( 11 ) of the pressure kidney ( 8th ) ends, characterized in that in relation to the circumferential angle (φ) in cross-section of the face plate ( 5 ) and the lid ( 6 ) the initial position ( 13 ) the tax code ( 10 ) in the face plate ( 5 ) before the initial position ( 14 ) as a compensation opening ( 9 ) executed opening in the lid ( 6 ), so that the fluid pre-filling of the respective cell ( 4 ) and the fluid outflow of the respective cell ( 4 ) to the pressure side over the front plate ( 5 ) is provided.

Vane pump according to claim 1, characterized in that the initial position ( 13 ) the tax code ( 10 ) of the pressure kidney ( 8th ) relative to the circumferential angle (φ) in the cross section of the end plate ( 5 ) between 30 ° and 50 ° and the initial position ( 14 ) of the compensation opening ( 9 ) of the lid ( 6 ) relative to the circumferential angle (φ) in the cross section of the lid ( 6 ) are arranged between 40 ° and 60 °.

Vane pump according to one of the preceding claims, characterized in that the control notch ( 10 ) has a V-shaped profile in cross-section, to which a one-sided radially outward to the maximum radial width of the pressure kidney ( 8th ) expanding course connects.

Vane pump according to claim 3, characterized in that the angle (β) of the V-shape in cross section is about 20 ° to 25 °.

Vane pump according to one of the preceding claims, characterized in that the initial position ( 13 ) the tax code ( 10 ) of the pressure kidney ( 8th ) approximately at a circumferential angle (φ) of 38 ° and the control edge ( 11 ) of the pressure kidney ( 8th ) are arranged at a circumferential angle (φ) of about 63 °.

Vane pump according to one of the preceding claims, characterized in that a control notch ( 15 ) of the compensation opening ( 9 ) in cross-section one at the inner periphery of the compensation opening ( 9 ) beginning course having a predetermined radial width and a predetermined radius, to which a one-sided radially outward to the maximum radial width of the compensation opening ( 9 ) expanding course connects.

Vane pump according to claim 6, characterized in that the radial width of the beginning course of the control notch ( 15 ) at the compensation opening ( 9 ) is about 2.1 mm.

Vane pump according to one of the preceding claims, that the control notch ( 10 ) of the pressure kidney ( 8th ) based on a tangential section at an angle (α) of about 12 °.

Vane pump according to one of the preceding claims, characterized in that the control notch ( 15 ) of the compensation opening ( 9 ) in a tangential section at an angle (α) of about 28 °.