DE112006002564B4 - Pumpe - Google Patents

Abstract

Flügelzellenpumpe, mit zwei Saugbereichen, mindestens einem Trennbereich und zwei Ausstoßbereichen, wobei der Saugbereich eine Ansaugöffnung (25), in Form einer Saugniere (23), und der Ausstoßbereich eine erste Ausstoßöffnung (13, 17), in Form einer Druckniere, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils im Ausstoßbereich zusätzlich zur ersten Ausstoßöffnung (13, 17), der Druckniere, eine zweite Ausstoßöffnung (15, 19) mit einem Rückschlagventil (27) in einem Bereich angeordnet sind, in dem mindestens eine Überströmkammer (21) als bogenförmige Vertiefungen in einer Deckelplatte (11) ausgebildet ist und wobei die erste Druckniere (13, 17) im Ausstoßbereich um die Länge des Rückschlagventilöffnungsbereichs und eines Bereichs kleiner oder gleich einer Zellenbreite, also der zweiten Ausstoßöffnung (15, 19) und eines Trennsteges, verkürzt ist.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Pumpe, insbesondere Flügelzellenpumpe, Rollenzellenpumpe oder Pendelschieberpumpe, mit mindestens einem Saugbereich, mit mindestens einem Trennbereich und mindestens einem Ausstoßbereich, wobei der Saugbereich eine Ansaugöffnung, beispielsweise in Form einer Saugniere, und der Ausstoßbereich eine erste Ausstoßöffnung, beispielsweise in Form einer Druckniere, aufweist.
• Derartige Pumpen sind bekannt. Dabei werden die Flügelzellenpumpen über axiale und/oder radiale Ein- und Auslassöffnungen (Nieren) befüllt und entleert, die fest in der Pumpe integriert sind. Beim Überfahren der hochdruckseitigen Steuerkante (d. h. der Öffnungskante der Druckniere in Drehrichtung hinter dem Trennbereich zwischen Saug- und Druckbereich) steigt der Druck innerhalb einer Zelle, in der zunächst noch der Druck des Trennbereichs geherrscht hat, sehr schnell auf den Hochdruck an. In schnell laufenden Flügelzellenpumpen, die dann im Bereich von Kavitationerscheinungen betrieben werden, bedeutet dieser schnelle Druckanstieg eine plötzliche Implosion von Kavitationsblasen, die mit Microjets verbunden sind und somit zu einer massiven Werkstoffschädigung führen können. Das kann zur Zerstörung der Pumpe führen.
• Aus der DE 34 44 392 A1 ist eine Pumpe bekannt, die die Aufgabe besitzt, Kavitationen durch große Druckspitzen zu vermeiden. Für diesen Zweck besitzt die Pumpe multiple Einlässe und Auslässe, so dass sich die Druckverhältnisse über einen größeren Bogenbereich des sich drehenden Rotors verteilen. Die Auslässe sind dabei von gleicher Größe und sind dabei teilweise von Federventile abgedeckt. Diese Bauweise vermeidet zwar Druckspitzen aber ermöglich keine hohe Förderung von Kraftstoff, da hier eine ausgeprägte Druckniere mit einer entsprechenden Fläche fehlt.
• DE 33 19 000 A1 zeigt ebenfalls einen Pumpe, bei der durch eine Vielzahl von Einlässen und Ausläsen aufweist. Entlang eines großen Bogenabschnitts der Pumpe sind (siehe 14). durch eine Vielzahl von Auslässen auf. Diese werden zumindest teilweise mit Federventilen verschlossen Auch in dieser Ausführung wird der Gesamt-Druckfluß durch Integration über alle gleichgroßen Austrittsöffnungen erreicht.
• DE 44 15 663 A1 und DE 41 07 704 A1 zeigen jeweils Pumpen mit einem Saug- und einer Druckniere, mit Ventilverschlüssen.
• Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Pumpe darzustellen, die die Probleme mit Kavitation mindert, aber ein gutes Fördervolumen aufweist.
• Die Aufgabe wird gelöst durch eine Flügelzellenpumpe, mit zwei Saugbereichen, mindestens einem Trennbereich und zwei Ausstoßbereichen, wobei der Saugbereich eine Ansaugöffnung, beispielsweise in Form einer Saugniere, und der Ausstoßbereich eine erste Ausstoßöffnung, beispielsweise in Form einer Druckniere aufweist, wobei im Ausstoßbereich zusätzlich zur ersten Ausstoßöffnung, also der Druckniere, eine zweite Ausstoßöffnung mit einem Rückschlagventil angeordnet ist, wobei jeweils im Ausstoßbereich zusätzlich zur ersten Ausstoßöffnung, der Druckniere, eine zweite Ausstoßöffnung mit einem Rückschlagventil in einem Bereich angeordnet sind, in dem mindestens eine Überströmkammer als bogenförmige Vertiefungen in einer Deckelplatte ausgebildet ist und wobei die erste Druckniere im Ausstoßbereich um die Länge des Rückschlagventilöffnungsbereichs und eines Bereichs kleiner oder gleich einer Zellenbreite, also der zweiten Ausstoßöffnung und eines Trennsteges, verkürzt ist.
• Bevorzugt wird eine Pumpe, bei welcher die zweite Ausstoßöffnung mit dem Rückschlagventil der ersten Auslassöffnung ohne Rückschlagventil, also der Druckniere, in Drehrichtung vorgelagert ist.
• Weiterhin wird eine Pumpe bevorzugt, bei welcher das Rückschlagventil als Federzungenventil ausgebildet ist.
• Die Erfindung wird nun anhand der Figuren beschrieben.
• 1 zeigt in einer dreidimensionalen Darstellung die Einzelteile einer Rotationsgruppe einer erfindungsgemäßen Pumpe.
• 2 zeigt eine Aufsicht auf die Rotationsgruppe.
• 3 zeigt einen Querschnitt durch die Rotationsgruppe aus 2.
• In 1 sind die Elemente einer erfindungsgemäßen Rotationsgruppe einer Flügelzellenpumpe in einer dreidimensionalen Darstellung gezeigt. Die Rotationsgruppe enthält eine erste Seitenplatte 1, einen Konturring 3 und einen innerhalb des Konturrings 3 drehbar angeordneten Rotor 5, welcher in radialen Schlitzen radial verschiebbare Flügel 7 aufweist, sowie eine zweite Seitenplatte 9 und eine so genannte Deckelplatte 11. Die erste Seitenplatte 1 weist zwei Öffnungen 13 in zwei Druckbereichen auf, welche gegenüber dem Stand der Technik hier verkürzte Drucknieren darstellen. Es handelt sich also bei dieser Pumpe um eine so genannte zweihubige Flügelzellenpumpe mit zwei Druckbereichen und zwei Saugbereichen. Ferner weist die erste Druckplatte 1 zwei Öffnungen 15 auf, welche durch die vorab genannten Rückschlagventile 27, (in 2 dargestellt) verschlossen werden können. Ebenso weist die zweite Seitenplatte 9 Drucknieren 17 und Öffnungen 19 für entsprechende Rückschlagventile auf. Die gesamte Erstreckung des Druckbereiches ist durch die so genannten Überströmkammern 21 in der so genannten Deckelplatte 11 gut zu erkennen, wobei die Überströmkammern 21 hier als bogenförmige Vertiefungen ausgebildet sind. Die Saugbereiche der Flügelzellenpumpe werden durch radial nach außen geöffnete Vertiefungen 23 dargestellt, in welche die Saugnieren 25 der Seitenplatte 9 einmünden. Die Saugnieren 25 sind in der Seitenplatte 9 durch bogenförmige Öffnungen 25 dargestellt.
• In 2 sind die wesentlichen Elemente dieser Rotationsgruppe übereinander gelegt in Aufsicht dargestellt. Gleiche Teile werden hier mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Aufsicht zeigt einen Blick auf die erste Druckplatte 1, welche in ihrer Ausformung des Druckbereiches der Druckplatte 9 (Überströmkammern 21) entspricht. Im Druckbereich bzw. in den Überströmkammern 21 sind die Ausstoßöffnungen 15 bzw. 19 der Rückschlagventile 27 angeordnet, welche hier als Federzungenventile ausgeführt sein können und mittels Befestigungsnieten 29 an der Druckplatte 1 bzw. 9 befestigt sein können. In Drehrichtung hinter den Rückschlagventilen 27 bzw. deren Ausstoßöffnungen 15 bzw. 19 sind in einem gewissen Drehwinkel-Abstand die nicht durch Rückschlagventile verschlossenen, also immer geöffneten Drucknieren 13 bzw. 17 angeordnet. Sowohl die Ausstoßöffnungen 19 der hinteren Druckplatte 9, als auch die Drucknieren 17 der hinteren Druckplatte 9 münden in die Überströmkammern 21 im Druckbereich. Die Drehwinkelausdehnung der Überströmkammern 21 gibt also damit den Druckbereich vor. Die Funktion der erfindungsgemäßen Pumpe ist also derartig, dass der hochdruckseitige Druckbereich in zwei Ausstoßbereiche in Drehwinkel-Richtung unterteilt wird. Der zweite Ausstoßbereich 15 bzw. 19 ist mit einem Rückschlagventil 27, beispielsweise in Form einer Flachfederzunge, versehen, wobei das Rückschlagventil 27 die Pumpenzellen innerhalb des Rotors, der Flügel und des Hubrings vom Hochdruckbereich trennt. Der erste Ausstoßbereich in Form der Druckniere 17 der Seitenplatte 9 oder auch 13 der Seitenplatte 1 hat wie im Stand der Technik feste Steuerkanten und öffnet in Drehrichtung gesehen später. Durch die Lage der zweiten Ausstoßöffnung 15, 19 mit den Rückschlagventilen findet eine innere Verdichtung des Öl-Luftgemisches, welches bei Kavitation entsteht, statt, so dass eine kontrollierte Implosion der Gasblasen stattfindet, die unschädlich für die Pumpe ist. Sobald der Hochdruck innerhalb der Pumpenzelle erreicht wird, öffnen die Rückschlagventile 27, und das Öl kann ungehindert in den Hochdruckbereich ausgeschoben werden. Erreicht ein vorlaufender Flügel 7 der Zelle die nächste, erste Auslassfläche 13 bzw. 17, wird das Öl über beide Querschnitte, also sowohl über die Öffnungen 15 bzw. 19 als auch die Öffnungen 13 bzw. 17 gefördert.
• In 3 ist der Querschnitt C-C aus 2 durch die Rotationsgruppe dargestellt. Die bisher beschriebenen Einzelteile der Pumpe sollen zur Vermeidung von Wiederholungen nicht noch einmal erwähnt werden. In 3 ist im Querschnitt gut der Bereich der Überströmkammern 21 im Druckbereich zu erkennen sowie die Federzungenventile 27 und die entsprechenden Haltenieten 29. Zusätzlich sind im Querschnitt so genannte Unterflügelnuten 31 und 33 zu erkennen, welche Drucköl unter die Flügel 7 leiten und somit ein hydraulisches Anpressen der Flügelköpfe an den Konturring 3 ermöglichen.
• Die Drehrichtung der Flügelzellenpumpe ist in 2 durch einen Pfeil 35 dargestellt. Auch sind in 2 zwei Saugnieren 25 gestrichelt angedeutet, welche in die Ansaugbereiche 23 münden und über welche das angesaugte Öl in die Zellen der Rotationsgruppe gelangt. Ferner sind in 2 zwei Verbindungen 39 auf der Druckplatte 1 dargestellt, welche die Verbindung vom Druckbereich hinter dieser Platte zu den Unterflügelnuten 31 und 33 in 3 herstellen.
• Gegenüber dem Stand der Technik weist also die erfindungsgemäße Flügelzellenpumpe in ihrem Druckbereich eine Kombination von Öffnungen auf, welche mit Rückschlagventilen verschlossen sind, und in Drehrichtung folgend von geöffneten Drucknieren, welche ein verlustarmes Abströmen des unter Druck stehenden Mediums ermöglichen.
• Bezugszeichenliste

1

erste Seitenplatte

3

Konturring

5

Rotor

7

radial verschiebbare Flügel

9

zweite Seitenplatte

11

Deckelplatte

13

Öffnungen (verkürzte Drucknieren)

15

Öffnungen (für Rückschlagventile)

17

verkürzte Drucknieren der zweiten Seitenplatte 9

19

Öffnungen für Rückschlagventile der zweiten Seitenplatte 9

21

Überströmkammern in der Deckelplatte 11

23

Vertiefungen im Saugbereich

25

bogenförmige Öffnungen (Saugnieren)

27

Rückschlagventile

29

Befestigungsnieten

31

Unterflügelnut

33

zweite Unterflügelnut

35

Pfeil für Drehrichtung des Rotors

39

Verbindungen zu den Unterflügelnuten 31 und 33

Claims (3)

1. Flügelzellenpumpe, mit zwei Saugbereichen, mindestens einem Trennbereich und zwei Ausstoßbereichen, wobei der Saugbereich eine Ansaugöffnung (25), in Form einer Saugniere (23), und der Ausstoßbereich eine erste Ausstoßöffnung (13, 17), in Form einer Druckniere, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils im Ausstoßbereich zusätzlich zur ersten Ausstoßöffnung (13, 17), der Druckniere, eine zweite Ausstoßöffnung (15, 19) mit einem Rückschlagventil (27) in einem Bereich angeordnet sind, in dem mindestens eine Überströmkammer (21) als bogenförmige Vertiefungen in einer Deckelplatte (11) ausgebildet ist und wobei die erste Druckniere (13, 17) im Ausstoßbereich um die Länge des Rückschlagventilöffnungsbereichs und eines Bereichs kleiner oder gleich einer Zellenbreite, also der zweiten Ausstoßöffnung (15, 19) und eines Trennsteges, verkürzt ist.
2. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Ausstoßöffnung (15, 19) mit dem Rückschlagventil (27) der ersten Ausstoßöffnung (13, 17) ohne Rückschlagventil, also der Druckniere, in Drehrichtung (35) vorgelagert ist.
3. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (27) als Federzungenventil ausgebildet ist.

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