-
Die Erfindung betrifft eine Flügelzellenpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zu deren Betrieb gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8.
-
Stand der Technik
-
Bekannt ist, auch als Drehschieberpumpen bezeichnete Flügelzellenpumpen als Hydraulikpumpen, beispielsweise als Schmierölpumpen in Fahrzeuganwendungen vorzusehen, unter Anderem, weil diese konstruktiv einfach mehr-, beispielsweise zweiflutig, temperaturabhängig schaltbar ausgeführt sein können. Das hat den Vorteil, dass bei hohem Schmierölbedarf, beispielweise bei hohen Temperaturen, mehrere Fluten einer Flügelzellenpumpe das Schmieröl unter Druck fördern. Beispielsweise erfolgt dies bevorzugt in Verbindung mit Getrieben, wie etwa Fahrgetrieben, welche eine Getriebeölpumpe zur Versorgung ihrer hydraulischen Funktionen wie Kupplungsaktuierung, Wandlerversorgung oder Kühlung und Schmierung der Getriebebauteile benötigen. Dabei kann es sich beispielsweise sowohl um konventionelle, auch als Stufenautomaten bezeichnete Automatikgetriebe oder um moderne Doppelkupplungsgetriebe handeln.
-
Eine ein- oder mehrflutige Flügelzellenpumpe umfasst einen um eine Drehachse drehbar gelagerten, mit einer Abtriebswelle beispielsweise eines Getriebes oder eines Motors, wie etwa eines Verbrennungs- oder eines Elektromotors, verbundener oder verbindbarer Rotor und einen zwischen zwei Seitenplatten angeordneten hohlzylinderförmigen Konturring mit einer inneren Umfangsfläche, dessen Zylinderachse parallel zur Drehachse verläuft, beispielsweise mit der Drehachse übereinstimmt. Der Rotor weist mehrere radial zur Drehachse verlagerbare Förderelemente auf, welche bei einer Drehung des Rotors gegen die innere Umfangsfläche gedrängt werden. Diese ist so ausgeformt, dass eine der Zahl der Fluten entsprechende Anzahl von bevorzugt sichelförmigen, jeweils einen Pumpenabschnitt bildenden Förderräumen mit jeweils einem Saug- und jeweils einem Druckbereich ausgebildet sind. Diese werden bei einer Umdrehung des Rotors von den Förderelementen durchlaufen. Innerhalb eines Pumpenabschnitts nimmt der radiale Abstand zwischen der Drehachse und der inneren Umfangsfläche des Konturrings in Arbeitsdrehrichtung des Rotors der Flügelzellenpumpe gesehen über den Saugbereich hinweg zunächst bis in etwa zur Mitte des Pumpenabschnitts hin stetig zu, um daraufhin bis zum Ende des Druckbereichs hin wieder stetig abzunehmen. Zwischen einem Druckbereich und einem in Arbeitsdrehrichtung der Flügelzellenpumpe gesehen darauffolgenden Saugbereich befindet sich eine Engstelle, bei deren Passage die Förderelemente am stärksten radial nach innen zur Drehachse hin verlagert sind. Fluidverbindungen, über welche die Flügelzellenpumpe ein Fluid, wie etwa Schmieröl beispielsweise aus einem Sumpf fördert, insbesondere saugt, und zu Verbrauchern und/oder Verbrauchsstellen beispielsweise innerhalb eines Getriebes pumpt, münden jeweils in einen Saugbereich beziehungsweise entspringen jeweils einem Druckbereich.
-
Durch
DE 10 2013 214 926 A1 und durch
DE 10 2014 212 022 A1 sind so genannte hydraulische Flügelzellenpumpen bekannt, bei denen der Rotor radial innerhalb der Förderelemente Austreibbereiche aufweist, die zumindest teilweise mit wenigstens einem Druckbereich über einen Fluidpfad verbunden sind. Als Fluidpfad dienen beispielsweise eine oder mehrere in einer oder beiden Seitenplatten eingearbeitete so genannte Unterflügelnuten, durch welche die Austreibbereiche mit wenigstens einem Druckbereich in Fluidverbindung stehen, um die Förderelemente bei einem Anlaufen der Flügelzellenpumpe auszutreiben. Die Förderelemente werden im Betrieb der Flügelzellenpumpe nicht nur durch die aufgrund der Rotordrehung wirkenden Fliehkräfte, sondern auch unterstützt durch den über den Fluidpfad in den Austreibbereichen anliegenden Pumpendruck radial nach außen getrieben, so dass sie dicht an der inneren Umfangsfläche des Konturrings laufen.
-
Erkaltet das von einer hydraulischen Flügelzellenpumpe geförderte Fluid, beispielsweise ein Hydraulik- oder Schmieröl, erhöht sich dessen Viskosität, sodass die Beweglichkeit der Förderelemente nachlässt. Wird die Flügelzellenpumpe hiernach wieder in Betrieb genommen, verbleiben die während des Abkühlens zwischen einem Druckbereich eines ersten Pumpenabschnitts und einem Saugbereich eines zweiten Pumpenabschnitts einer mehrflutigen Pumpe oder bei einflutigen Pumpe in Arbeitsdrehrichtung der Flügelzellenpumpe gesehen zwischen dem Druck- und dem Saugbereich des nur einen Pumpenabschnitts zur Ruhe gekommenen Förderelemente in ihrer von der inneren Umfangsfläche des Konturrings radial nach innen zur Drehachse hin gedrängten Position. Passieren in einer Engstelle radial nach innen zur Drehachse hin gedrängt beim Erkalten zur Ruhe gekommene oder bei noch erkaltetem Fluid durch eine Engstelle radial nach innen zur Drehachse hin gedrängte Förderelemente einen sich in Arbeitsdrehrichtung anschließenden Pumpenabschnitt, stellt sich in diesem quasi ein Kurzschluss mit allenfalls stark reduzierter Förderleistung ein. Dieser Kurzschluss verhindert zudem einen zum Austreiben der Förderelemente radial nach außen gegen die innere Umfangsfläche des Konturrings im sich in Arbeitsdrehrichtung an eine Engstelle anschließenden Pumpenabschnitt notwendigen Druckaufbau.
-
Ist eine zuvor beschriebene hydraulische Flügelzellenpumpe darüber hinaus derart angeordnet, dass sich ihre Drehachse im Wesentlichen in horizontaler Richtung erstreckt, gleiten zudem die oben liegenden Förderelemente aufgrund der Schwerkraft in ihre an dem Rotor vorgesehenen Aufnahmen hinein, wenn die Pumpe betriebswarm stillgelegt wird. Hierdurch entfällt zusätzlich jegliche sonst durch Förderelemente gegebene Trennung zwischen Saug- und Druckbereich in einem oben liegenden Pumpenabschnitt. Die unten liegenden Förderelemente bleiben schwerkraftbedingt in Kontakt mit der inneren Umfangsfläche des Konturrings, sodass in einem gegebenenfalls unten liegenden Pumpenabschnitt Saug- und Druckbereiche durch die ausgefahrenen Förderelemente getrennt werden. Im oberen Pumpenabschnitt liegt bei einer Wiederinbetriebnahme somit direkt ein Kurzschluss vor, unmittelbar gefolgt vom zuvor beschriebenen Effekt, bei dem die aus der Engstelle zwischen Druck- und Saugbereich in den in Arbeitsdrehrichtung der Flügelzellenpumpe anschließenden Pumpenabschnitt eintretende Förderelemente in diesem mangels Austreibens ebenfalls einen Kurzschluss erzeugen. Hierdurch kommt die bereits ohnehin stark eingeschränkte Förderleistung und ein damit verbundener Druckaufbau fast vollständig zum erliegen.
-
Darüberhinaus können erschwerten Betriebsbedingungen auftreten, welche zudem in Kombination mit dem regelmäßig auftretenden Kaltstart einer hydraulischen Flügelzellenpumpe bei hochviskosem Öl einhergehen und dadurch diesen verschärfen können.
-
Eine erste erschwerte Betriebsbedingung ist ein Kaltstart nach vorhergehendem Luftansaugen. Hierbei startet eine in einem Fahrzeug verbaute hydraulische Flügelzellenpumpe kalt. Das Fahrzeug wird daraufhin nur kurz bewegt, so dass das Hydraulik- oder Schmieröl keine Erwärmung erfährt und dadurch hochviskos bleibt. Die Flügelzellenpumpe zieht dabei Luft, beispielsweise weil das Fahrzeug eine Rampe durchfährt oder am Hang steht und dann direkt wider abgestellt wird. In den Saug- und/oder Druckbereichen der Flügelzellenpumpe sowie in angeschlossenen Saug- und/oder Druckräumen können sich hierdurch große Luftmengen sammeln.
-
Eine zweite erschwerte Betriebsbedingung sieht eine Wiederinbetriebnahme einer hydraulischen Flügelzellenpumpe vor, die durch eine fest gekoppelte Abtriebswelle einer periodisch arbeitenden Wärmekraftmaschine angetrieben ist, wobei es beim vorangehenden Abstellen durch die Periodizität der Wärmekraftmaschine bedingt zu einem unbeabsichtigten Rückschlagen kommt, einhergehend mit einer Rückwärtsdrehung der Flügelzellenpumpe. Hierdurch werden mit dem Abstellen bereits in eine Engstelle eingetretene und dadurch zur Drehachse hin zurückgedrängte Förderelemente zurück in den vorangehenden Pumpenabschnitt bewegt. In einem Pumpenabschnitt befindliche Förderelemente werden ebenfalls zurück in Richtung einer vorangehenden Engstelle bewegt und dadurch wieder eingefahren. Dadurch kommt es zu einem Kurzschluss in allen Pumpenabschnitten der Flügelzellenpumpe, der sich durch das darauffolgende Erkalten des Fluids manifestiert.
-
Eine dritte erschwerte Betriebsbedingung sieht eine Wiederinbetriebnahme einer bedarfsgeregelt elektromotorisch angetriebenen hydraulischen Flügelzellenpumpe vor, welche zuvor zum Zweck des Einfahrens der Förderelemente vorsätzlich rückwärtsdrehend betrieben und/oder unbeabsichtigt langsam drehend angetrieben wurde und/oder bedarfsabhängig mit niederer Drehzahl betrieben werden soll.
-
Nachteilig an hydraulischen Flügelzellenpumpen, bei denen das Austreiben der Förderelemente gegen die inneren Umfangsfläche des Konturrings ausschließlich unter hydraulischer Unterstützung der Fliehkraftwirkung erfolgt, ist deren unbefriedigende Förderleistung bei Inbetriebnahme unter den geschilderten erschwerten Betriebsbedingungen, einschließlich der Wiederinbetriebnahme nach Erkalten des Fluids.
-
Durch
DE 17 51 462 A ist eine Zwangsführung der Förderelemente einer Flügelzellenpumpe zwischen der inneren Umfangsfläche des Konturrings und einer zur Drehachse hin angeordneten Steuerkurve bekannt. Die Steuerkurve weist eine in mathematischem Sinne der inneren Umfangsfläche des Konturrings ähnliche Kontur auf. Dabei herrscht in jedem Drehwinkel des Rotors von der Drehachse zur inneren Umfangsfläche des Konturrings gesehen derselbe Abstand zwischen Steuerkurve und innerer Umfangsfläche. Die Förderelemente umfassen elastische Elemente, die sie in diesen gleichbleibenden Abstand zwischen der inneren Umfangsfläche und der Steuerkurve einspannen. Die Förderelemente werden so über deren gesamte radiale Hubbewegung hinweg zwangsgeführt, wobei sie bei einer Umdrehung des Rotors sowohl in jedem Pumpenabschnitt, als auch an jeder Engstelle sowohl an der inneren Umfangsfläche, als auch an der Steuerkurve anliegen. Nachteilig hieran ist der hohe Verschleiß aufgrund der ständig zwischen Steuerkurve und Förderelementen und zwischen Förderelementen und innerer Umfangsfläche des Konturrings wirkender Einspannkräfte. Darüber hinaus ist die Lebensdauer durch die verwendeten elastischen Elemente, wie etwa Elastomere, stark eingeschränkt.
-
Durch
US 3 473 478 A ist eine Flügelzellenpumpe bekannt, deren im Rotor radial verlagerbare Förderelemente durch einen im Inneren des Rotors angeordneten Elastomerring gegen die innerer Umfangsfläche des Konturrings federbelastet sind. Nachteilig hieran ist die eingeschränkte Lebensdauer aufgrund Alterung des Elastomerrings.
-
Durch
DE 10 2013 221 701 A1 ist eine Flügelzellenpumpe bekannt, bei welcher der Rotor radial innerhalb der Förderelemente Austreibbereiche aufweist, die zumindest teilweise mit wenigstens einem Druckbereich über einen Fluidpfad verbunden sind. Zusätzlich ist ein Spannring vorgesehen, der die Förderelemente immer radial nach außen gegen die innere Umfangsfläche des Konturrings presst, so dass sie auch bei einem Kaltstart dicht an der inneren Umfangsfläche des Konturrings laufen. Nachteilig hieran sind im Vergleich zu einem ausschließlich hydraulischen Austreiben der Förderelemente gegen die inneren Umfangsfläche des Konturrings erhöhte Reibungsverluste im Dauerbetrieb einhergehend mit einem erhöhten Verschleiß, da die Förderelemente zusätzlich zur Fliehkraft und zusätzlich zum Pumpendruck durch den Spannring gegen die innere Umfangsfläche des Konturrings federbelastet sind. Darüber hinaus ist die durch Ermüdungserscheinungen des Spannrings nur eingeschränkte Lebensdauer nachteilig.
-
Aus der
EP 2257693B1 ist eine Flügelzellenpumpe bekannt, die sich auszeichnet dadurch, dass ein Startunterflügelversorgungsbereich mit einem Startunterflügelausfahrabschnitt ein abgeschlossenes Volumen aufweist, solange der oder die Flügel in dem Startunterflügelausfahrabschnitt noch nicht ausgefahren sind. Weitere Flügelzellenpumpen sind aus
US 2014/0 234 150 A1 und
US 2003/0 044 300 A1 bekannt.
-
Eine Aufgabe der Erfindung ist die Entwicklung einer energiesparend betreibbaren hydraulischen Flügelzellenpumpe mit einfachem konstruktivem Aufbau und hoher Betriebssicherheit unter jeglichen Betriebsbedingungen und eines einen energiesparenden Betrieb einer konstruktiv einfach aufgebauten und unter jeglichen Betriebsbedingungen zuverlässigen Flügelzellenpumpe sicherstellenden Verfahrens.
-
Vorteile der Erfindung
-
Die Aufgabe wird jeweils durch die Merkmale eines der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen, den Zeichnungen sowie in der nachfolgenden Beschreibung, einschließlich der zu den Zeichnungen zugehörigen, wiedergegeben.
-
Ein erster Gegenstand der Erfindung betrifft demnach eine hydraulische Flügelzellenpumpe.
-
Diese umfasst einen um eine Drehachse drehbar gelagerten Rotor und einen zwischen zwei Seitenplatten angeordneten hohlzylinderförmigen Konturring mit einer inneren Umfangsfläche, dessen Zylinderachse parallel zur Drehachse verläuft. Der Rotor weist mehrere radial zur Drehachse verlagerbare Förderelemente auf, welche bei einer Drehung des Rotors gegen die innere Umfangsfläche gedrängt werden. Die innere Umfangsfläche ist so ausgeformt, dass eine der Zahl der Fluten entsprechende Anzahl von bevorzugt sichelförmigen, jeweils einen Pumpenabschnitt bildenden Förderräumen mit jeweils einem Saug- und jeweils einem Druckbereich ausgebildet sind. Diese werden bei einer Umdrehung des Rotors von den Förderelementen durchlaufen. Innerhalb eines Pumpenabschnitts nimmt der radiale Abstand zwischen der Drehachse und der inneren Umfangsfläche des Konturrings in Arbeitsdrehrichtung des Rotors der Flügelzellenpumpe gesehen über den Saugbereich hinweg zunächst bis in etwa zur Mitte des Pumpenabschnitts hin stetig zu, um daraufhin bis zum Ende des Druckbereichs hin wieder stetig abzunehmen. Zwischen einem Druckbereich und einem in Arbeitsdrehrichtung der Flügelzellenpumpe gesehen darauffolgenden Saugbereich befindet sich eine Engstelle, bei deren Passage die Förderelemente am stärksten radial nach innen zur Drehachse hin verlagert sind.
-
Der Rotor weist radial innerhalb der Förderelemente Austreibbereiche auf, die zumindest teilweise mit wenigstens einem Druckbereich über einen Fluidpfad verbunden sind, um die Förderelemente gegen die innere Umfangsfläche des Konturrings auszutreiben.
-
Die hydraulische Flügelzellenpumpe zeichnet sich durch eine zwischen der Drehachse und der inneren Umfangsfläche radial innerhalb der Förderelemente im Bereich zumindest eines Pumpenabschnitts angeordnete Starthilfekontur aus, welche durch höchstens zeitweiligen Kontakt mit einem zuvor an einer Engstelle am stärksten radial nach innen zur Drehachse hin verlagerten und dadurch eingefahrenen Förderelement dieses unter Ausübung lediglich eines Teilhubs in den Pumpenabschnitt hinein radial von der Drehachse weg verlagert.
-
Die Starthilfekontur ist dabei so ausgebildet, dass sie nur dann in Kontakt mit einem Förderelement treten kann, wenn dieses sich bereits im Pumpenabschnitt befindet und immer noch ganz eingefahrenen ist.
-
Ferner ist ein gegen die innere Umfangsfläche des Konturrings verlagertes Förderelement grundsätzlich frei von einem Kontakt mit der Starthilfekontur.
-
Der Kontakt zwischen der radial innerhalb der Förderelemente vorgesehenen Starthilfekontur und einem Förderelement findet an einer der Drehachse zugewandten Seite des Förderelements statt.
-
Die Starthilfekontur ist gegenüber dem Konturring unverdrehbar angeordnet. Der mechanische Innenring macht nur die initiale Bewegung für die hydraulische Unterflügelpumpe. Es wird Öl unter die Förderelemente gesaugt, wodurch im Druckbereich werden die Förderelemente etwas angehoben werden können.
-
Die Starthilfekontur kann an einem gegenüber dem Konturring unverdrehbar angeordneten Starthilfering ausgebildet sein und/oder von einem solchen umfasst sein und/oder einen solchen umfassen.
-
Es ist ersichtlich, dass der erste Gegenstand der Erfindung verwirklicht sein kann durch einen als ein Führungsring ausgebildeten Starthilfering, der durch zeitweiligen Kontakt bei Startproblemen ausschließlich ganz eingefahrene Förderelemente für einen Teilhub mechanisch ausschiebt und nach dem Startvorgang der Flügelzellenpumpe, wenn die Förderelemente in dem mindestens einen Pumpenabschnitt über eine gesamte Rotorumdrehung hinweg vollständig gegen die inneren Umfangsfläche des Konturrings verlagert sind und sich die Förderelemente demnach hydraulisch im Vollhub befinden, seinen Kontakt verliert, so dass die Förderelemente im Normalbetrieb nach dem Startvorgang nur durch ihre eigene Fliehkraft und durch den Pumpendruck hydraulisch radial nach außen getrieben an die innere Umfangsfläche des Konturrings gedrückt werden.
-
Ein zweiter Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer beispielsweise zuvor beschriebenen hydraulischen Flügelzellenpumpe. Das Verfahren sieht vor, zumindest solche Förderelemente, die bei einer Drehung des Rotors nach deren Eintreten in einen Pumpenabschnitt immer noch ganz eingefahren sind, beispielsweise mittels von einer deren der inneren Umfangsfläche des Konturrings abgewandten Seite her bei einer Drehung des Rotors zu überwindenden, innerhalb des Drehwinkelbereichs des Pumpenabschnitts vorgesehenen rampenartigen Starthilfekontur ohne den Einsatz einer Federbelastung beziehungsweise frei von einer Federbelastung um einen Teilhub in Richtung zur inneren Umfangsfläche des Konturrings hin auszulenken.
-
Erfindungsgemäß werden demnach ausschließlich höchstens solche Förderelemente zwangsausgelenkt, welche innerhalb eines Pumpenabschnitts noch nicht gegen die innere Umfangsfläche des Konturrings verlagert sind.
-
Ein gegen die innere Umfangsfläche des Konturrings verlagertes Förderelement ist grundsätzlich frei von einer Zwangsauslenkung.
-
Die mechanisch erzwungene Bewegung der Förderelemente erfolgt während des Starts, während der Betrieb der Pumpe vollständig hydraulisch abläuft.
-
Der Innenring dient zum mechanischen Anheben der Flügel. Der Innenring hebt den Flügel an; der Außenring fährt den Flügel ein, was in einer mechanisch erzwungenen Bewegung resultiert. Diese wird insbesondere wird bei dem Teilhub genutzt.
-
Im Normalbetrieb läuft die Pumpe vollständig hydraulisch und die Förderelemente laufen angepresst an der Kontur und der Innenring ist außer Funktion.
-
Die Förderelemente sind bereits im eingefahrenen Zustand in einer Position, die näher an der Kontur des Konturrings ist, so dass ein schnelleres Starten mit geringerem Hub möglich ist.
-
Da kein zusätzliches Bauteil in der Pumpe benötigt wird, ist der geringe Bauraum des Innenrings von Vorteil und kann auch im Bauraum einer konventionellen Pumpe eingebaut werden.
-
Der Innenring kann in eine oder beide Seitenplatten eingebaut werden.
-
Die Starteinrichtung funktioniert autark. Es sind keine Randbedingungen des Verbrauchersystems, beispielsweise eines Getriebes, erforderlich.
-
Der sowohl in Zusammenhang mit der hydraulischen Flügelzellenpumpe, als auch mit dem Verfahren erwähnte Teilhub unterscheidet sich hierbei von einem Vollhub dadurch, dass beim Vollhub ein Förderelement so weit radial weg von der Drehachse verlagert ist, dass es dicht an der inneren Umfangsfläche des Konturrings anliegt beziehungsweise läuft. Die Zwangsauslenkung über einen Teilhub verlagert das Förderelement lediglich radial weg von der Drehachse, so dass es nicht mehr in der durch eine vorangehende Engstelle ganz eingefahren Stellung verweilen kann, jedoch ohne dass es zum Anliegen an der inneren Umfangsfläche des Konturrings kommt.
-
Sowohl die Flügelzellenpumpe, als auch das Verfahren können alternativ oder zusätzlich einzelne oder eine Kombination mehrerer einleitend in Verbindung mit dem Stand der Technik und/oder in einem oder mehreren der zum Stand der Technik erwähnten Dokumente und/oder in der nachfolgenden Beschreibung zu den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen beschriebene Merkmale aufweisen.
-
Beschreibung der Erfindung
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind. Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die Erfindung ausgestaltet sein kann und stellen keine abschließende Begrenzung dar. Es zeigen in schematischer Darstellung:
- 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer hydraulischen Flügelzellenpumpe in einem entlang der Drehachse deren Rotors verlaufenden Längsschnitt.
- 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer hydraulischen Flügelzellenpumpe mit Sammelnut in einem normal zur Drehachse deren Rotors zwischen deren dem Betrachter zugewandter Seitenplatte und deren Konturring verlaufenden Querschnitt.
- 3 ein drittes Ausführungsbeispiel einer hydraulischen Flügelzellenpumpe in einem normal zur Drehachse deren Rotors zwischen deren dem Betrachter zugewandter Seitenplatte und deren Konturring verlaufenden Querschnitt.
- 4 ein viertes Ausführungsbeispiel einer hydraulischen Flügelzellenpumpe in einem normal zur Drehachse deren Rotors zwischen deren dem Betrachter zugewandter Seitenplatte und deren Konturring verlaufenden Querschnitt.
- 5 ein fünftes Ausführungsbeispiel einer hydraulischen Flügelzellenpumpe in einem normal zur Drehachse deren Rotors zwischen deren dem Betrachter zugewandter Seitenplatte und deren Konturring verlaufenden Querschnitt.
- 6 ein Ausführungsbeispiel einer an einer Außenumfangsfläche eines an einer Seitenplatte radial innerhalb der Förderelemente einer hydraulischen Flügelzellenpumpe angeordneten Starthilferings ausgebildeten Starthilfekontur in einem entlang der Drehachse deren Rotors verlaufenden Längsschnitt in 6 a), in einer Seitenansicht in 6 b) und in einer Draufsicht entlang der Drehachse gesehen in 6 c).
- 7 ein anderes Ausführungsbeispiel einer an einer Außenumfangsfläche eines an einer Seitenplatte radial innerhalb der Förderelemente einer hydraulischen Flügelzellenpumpe angeordneten Starthilferings ausgebildeten Starthilfekontur in einem entlang der Drehachse deren Rotors verlaufenden Längsschnitt in 7 a), in einer Seitenansicht in 7 b) und in einer Draufsicht entlang der Drehachse gesehen in 7 c).
- 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer an einer Außenumfangsfläche eines an einer Seitenplatte radial innerhalb der Förderelemente einer hydraulischen Flügelzellenpumpe angeordneten Starthilferings ausgebildeten Starthilfekontur in einem entlang der Drehachse deren Rotors verlaufenden Längsschnitt in 8 a), in einer Seitenansicht in 8 b) und in einer Draufsicht entlang der Drehachse gesehen in 8 c).
- 9 ein zusätzliches Ausführungsbeispiel einer an einer Außenumfangsfläche eines an einer Seitenplatte radial innerhalb der Förderelemente einer hydraulischen Flügelzellenpumpe angeordneten Starthilferings ausgebildeten Starthilfekontur in einem entlang der Drehachse deren Rotors verlaufenden Längsschnitt in 9 a), in einer Seitenansicht in 9 b) und in einer Draufsicht entlang der Drehachse gesehen in 9 c).
-
Eine in 1 bis 9 ganz oder in Teilen dargestellte Flügelzellenpumpe 01 umfasst:
- - einen zwischen zwei Seitenplatten 11, 12 angeordneten, hohlzylinderförmigen Konturring 10 mit einer inneren Umfangsfläche 100 und
- - einen um eine parallel zur Zylinderachse des Konturrings 10 verlaufende Drehachse 21 drehbar gelagerten Rotor 22 mit mehreren radial zur Drehachse 21 verlagerbaren Förderelementen 20, welche bei einer Drehung des Rotors 22 gegen die innere Umfangsfläche 100 gedrängt werden.
-
Bei der Drehachse 21 des Rotors 22 handelt es sich um eine geometrische Achse. Der Rotor 22 kann beispielsweise auf einer entlang einer solchen geometrischen Achse verlaufenden Welle oder an einer der beiden oder an beiden Seitenplatten 11, 12 drehbar gelagert sein, oder er kann mit einer um eine solche geometrische Achse drehbar gelagerten und entlang dieser verlaufenden Welle verbunden sein.
-
Die innere Umfangsfläche 100 ist so ausgeformt, dass eine der Zahl der Fluten der Flügelzellenpumpe 01 entsprechende Anzahl von bevorzugt sichelförmigen, jeweils einen Pumpenabschnitt 31, 32 bildenden Förderräumen 03 mit jeweils einem Saugbereich 33 und jeweils einem Druckbereich 34 ausgebildet sind, die bei einer Umdrehung des Rotors 22 von den Förderelementen 20 durchlaufen werden.
-
Die Flügelzellenpumpe 01 kann ein- oder mehrflutig, beispielsweise wie in 2, 3, 4, 5 dargestellt, zweiflutig ausgeführt sein.
-
Die Flügelzellenpumpe 01 kann in mehrflutiger Ausführung beispielsweise temperaturabhängig schaltbar ausgeführt sein.
-
Innerhalb eines Pumpenabschnitts 31, 32 nimmt der radiale Abstand zwischen der Drehachse 21 und der inneren Umfangsfläche 100 des Konturrings 10 in durch einen Pfeil P in 2, 3, 4, 5 angedeuteter Arbeitsdrehrichtung des Rotors 22 der Flügelzellenpumpe 01 gesehen über den Saugbereich 33 hinweg zunächst bis in etwa zur Mitte des Pumpenabschnitts 31, 32 hin stetig zu, um daraufhin bis zum Ende des Druckbereichs 34 hin wieder stetig abzunehmen.
-
Zwischen einem Druckbereich 34 und einem in durch den Pfeil P in 2, 3, 4, 5 angedeuteter Arbeitsdrehrichtung des Rotors 22 der Flügelzellenpumpe 01 gesehen darauffolgenden Saugbereich 33 befindet sich eine Engstelle 30. Die Engstelle 30 zeichnet sich durch einen in einem Drehwinkel oder über einen Drehwinkelbereich hinweg kleinsten Abstand zwischen der Drehachse 21 und der inneren Umfangsfläche 100 des Konturrings 10 aus. Bei der Passage einer Engstelle 30 sind die Förderelemente 20 am stärksten radial nach innen zur Drehachse 21 hin verlagert.
-
Der Rotor 22 weist radial innerhalb der Förderelemente 20 in 2, 3, 4, 5 durch gestrichelt dargestellte Begrenzungen angedeutete Austreibbereiche 200 auf, die zumindest teilweise mit wenigstens einem Druckbereich 34 über einen Fluidpfad 35 verbunden sind, um die Förderelemente 20 hydraulisch gegen die innere Umfangsfläche 100 des Konturrings 10 auszutreiben.
-
Die Austreibbereiche 200 erstrecken sich in bevorzugt radialer Richtung innerhalb einer kreisringförmigen Partie des Rotors 22, welche in radialer Richtung nach außen hin durch einen in 2, 3, 4, 5 dargestellten äußeren Kreis 222 angedeuteten äußeren Durchmesser des Rotors 22 begrenzt ist. Nach innen hin ist die Partie begrenzt durch einen innerhalb eines in 2, 3, 4, 5 dargestellten inneren Kreises 221 im Rotor 22 vorgesehenen, inneren Teil 351 des Fluidpfads 35, der mit einem einer oder in beiden Seitenplatten 11, 12 vorgesehenen verbleibenden Teil 352 des Fluidpfads 35 zumindest über einen Teil der Rotorumdrehung hinweg kommuniziert. Der Durchmesser des inneren Kreises 221 ist zumindest um die doppelte radiale Erstreckung der Förderelemente 20 kleiner, als der in 2, 3, 4, 5 vereinfacht durch den äußeren Kreis 222 angedeutete äußere Durchmesser des Rotors 22.
-
Die Förderelemente 20 sind innerhalb der Austreibbereiche 200 in Richtung deren Erstreckung frei beweglich. Die Beweglichkeit in radialer Richtung nach außen ist durch die innere Umfangsfläche 100 des Konturrings beschränkt. Die Beweglichkeit in radialer Richtung nach innen ist durch den innerhalb des Durchmessers des inneren Kreises 221 liegenden inneren Teil 351 des Fluidpfads 35 begrenzt.
-
Die Flügelzellenpumpe 01 zeichnet sich durch eine zwischen der Drehachse 21 und der inneren Umfangsfläche 100 radial innerhalb der Förderelemente 20 im Bereich zumindest eines Pumpenabschnitts 31, 32 angeordnete Starthilfekontur 04 aus.
-
Die Starthilfekontur 04 ist gegenüber dem Konturring 10 unverdrehbar angeordnet.
-
Die Starthilfekontur 04 verlagert zumindest zuvor an einer Engstelle 30 am stärksten radial nach innen zur Drehachse 21 hin verlagerte und dadurch in den Rotor 22 eingefahrene Förderelemente 20 unter Ausübung lediglich eines Teilhubs in den auf die Engstelle 30 folgenden Pumpenabschnitt 31, 32 hinein radial von der Drehachse 21 weg.
-
Diese Verlagerung erfolgt durch höchstens zeitweiligen Kontakt zwischen einem zuvor an einer Engstelle 30 zumindest am stärksten radial nach innen zur Drehachse 21 hin verlagerten Förderelement 20 und der Starthilfekontur 04.
-
Der erwähnte Teilhub unterscheidet sich von einem Vollhub dadurch, dass beim Vollhub ein Förderelement 20 so weit radial weg von der Drehachse 21 verlagert ist, dass es dicht an der inneren Umfangsfläche 100 des Konturrings 10 anliegt beziehungsweise läuft. Die Zwangsauslenkung um einen Teilhub verlagert das Förderelement 20 lediglich über einen Teil des Abstands zwischen dem in 2, 3, 4, 5 vereinfacht durch den äußeren Kreis 222 angedeuteten äußeren Durchmesser des Rotors 22 und der inneren Umfangsfläche 100 des Konturrings 10 radial weg von der Drehachse 21, so dass es nicht mehr in der durch eine vorangehende Engstelle 30 ganz eingefahren Stellung verweilen kann, jedoch ohne dass es zum Anliegen an der inneren Umfangsfläche 100 des Konturrings 10 kommt.
-
Durch den Teilhub es kommt bereits zum Lösen des betroffenen Förderelements 20 aus der Haftreibung oder ähnlichen hemmenden Effekten.
-
Ein zusätzlicher Vorteil ergibt sich in Verbindung mit einer Flügelzellenpumpe 01, die mit einer Sammelnut 05 , wie in 2 dargestellt, im Saugbereich 33 und/oder mit einer Sammelnut 06 im Druckbereich 34 zumindest eines Pumpenabschnitts 31, 32 ausgestattet ist.
-
Durch die Starthilfekontur 04 erfahren beim Start der Flügelzellenpumpe 01 eingefahrene Förderelemente 20 einen Teilhub, oder sie verbleiben im Teilhub teilweise ausgefahren, sofern sie beim Stilstand innerhalb eines Pumpenabschnitts 31, 32 in die ihnen zugeordnete Austreibbereiche 200 zurückgezogen wurden. Ein um den Teilhub ausgefahrenes Förderelement 20 überstreicht beim Anfahren der Pumpe die beispielsweise als Unterflügelnut ausgeführte Sammelnut 05 im Saugbereich 33. Dadurch wird in der unter dem Förderelement 20 befindlichen Sammelnut 05 Fluid angesaugt. Im Verlauf der weiteren Drehbewegung wird dieses angesaugte Fluid in den geschlossenen Bereich einer beispielsweise als Unterflügelnut ausgeführten Sammelnut 06 im Druckbereich 34 transportiert. Diese Sammelnut 06 im Druckbereich 34 bildet einen Abschnitt des Fluidpfads 35 und/oder kommuniziert mit dem Fluidpfad 35. Bevorzugt umfasst die Sammelnut 06 im Druckbereich 34 zumindest teilweise den verbleibenden Teil 352 des Fluidpfads 35 oder wird von diesem wenigstens teilweise umfasst.
-
Da dieser Bereich, in dem sich die Sammelnut 06 im Druckbereich 34 befindet, zumindest zum Ende des Druckbereichs 34 hin, wenn die zuvor lediglich um einen Teilhub ausgefahrenen Förderelemente 20 sich in einem Drehwinkelbereich befinden, in dem die Starthilfekontur 04 in durch den Pfeil P angedeuteter Arbeitsdrehrichtung bereits wieder zur Drehachse hin zurückgesprungen ist, durch die nunmehr ebenfalls zur Drehachse hin sich zurückspringende innere Umfangsfläche 100 des Konturrings 10 an der inneren Umfangsfläche 100 zum anliegen kommen, geschlossen ist und die Förderelemente 20 durch den Kontakt mit der inneren Umfangsfläche 100 wieder einfahren, sammelt sich hier ein Fluidvolumen an.
-
Dadurch findet bereits ein Druckaufbau statt, der die in die Austreibbereiche 200 zurückgezogenen Förderelemente 20 weiter über den vermittels des Kontakts zwischen der Starthilfekontur 04 und den betroffenen Förderelementen 20 mechanisch erzwungenen Teilhub hinaus austreibt.
-
Die Förderelemente 20 werden nun im Druckbereich 34 an die innere Umfangsfläche 100 gefahren. Erreicht ein Förderelement 20 im Trennbereich zwischen dem Saugbereich 33 und dem Druckbereich 34 eines Pumpenabschnitts 31, 32 die Innere Umfangsfläche 100, beginnt die Flügelzellenpumpe 01 zu fördern. Die Unterkante des trennenden Förderelements 20 kann nun wie bei der in 2 dargestellten Flügelzellenpumpe 01 die geschlossene Sammelnut 06 des Druckbereichs zu einem parallelen Kanal 07 öffnen, der Verbindung zur Saugseite der Flügelzellenpumpe 01 hat. In diesem Startzustand kann die Flügelzellenpumpe 01 flüssiges und gasförmiges Fluid, beispielsweise Schmieröl und Luft fördern. Dies ist ein stabiler Zustand und kann so lange wie nötig dauern, ohne dass zunächst Druck im System aufgebaut wird. In der Regel sind es wenige Umdrehungen.
-
Wenn die Flügelzellenpumpe 01 die Luft weggefördert hat und ein beispielsweise an diese angeschlossenes das Getriebe mit Öl versorgt wird, baut sich der Systemdruck auf. Mit diesem Druck beginnen auch die Förderelemente 20 im Saugbereich 33 an die innere Umfangsfläche 100 zu fahren. Die Flügelzellenpumpe 01 läuft nun rein hydraulisch, wie gewohnt. Die Starthilfekontur 04 ist dann außer Funktion.
-
Die Starthilfekontur 04 dient demnach lediglich einem mechanischen Initialstart.
-
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel, welches bei abgenommener, dem Betrachter zugewandter Seitenplatte 12 den Blick auf die den Förderräumen 03 zugewandte Seite der dem Betrachter abgewandten Seitenplatte 12 freigibt, kann die gegenüberliegende Seitenplatte 11 identisch ausgeführt sein.
-
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel, welches bei abgenommener, dem Betrachter zugewandter Seitenplatte 12 den Blick auf die den Förderräumen 03 zugewandte Seite der dem Betrachter abgewandten Seitenplatte 12 freigibt, ist auf der gegenüberliegenden Seitenplatte 11 eine vierfach-Trennung vorgesehen.
-
Bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel, welches bei abgenommener, dem Betrachter zugewandter Seitenplatte 12 den Blick auf die den Förderräumen 03 zugewandte Seite der dem Betrachter abgewandten Seitenplatte 12 freigibt, ist auf der gegenüberliegenden Seitenplatte 11 eine Kreisringnut vorgesehen.
-
Bei dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel, welches bei abgenommener, dem Betrachter zugewandter Seitenplatte 12 den Blick auf die den Förderräumen 03 zugewandte Seite der dem Betrachter abgewandten Seitenplatte 12 freigibt, ist auf der gegenüberliegenden Seitenplatte eine eine Vierfach-Trennung ausgebildet.
-
Die Starthilfekontur 04 ist bevorzugt so ausgebildet, dass sie nur dann in Kontakt mit einem Förderelement 20 tritt und/oder treten kann, wenn dieses sich von der Drehachse 21 aus gesehen bereits in einem innerhalb eines Pumpenabschnitts 31, 32 liegenden Drehwinkelbereich befindet und immer noch ganz eingefahrenen ist. Ein gegen die inneren Umfangsfläche 100 des Konturrings 10 verlagertes Förderelement 20 ist grundsätzlich frei von einem Kontakt mit der Starthilfekontur 04.
-
Der Kontakt zwischen der radial innerhalb der Förderelemente 20 vorgesehenen Starthilfekontur 04 und einem Förderelement 20 findet bevorzugt an einer der Drehachse 21 zugewandten Seite des Förderelements 20 statt.
-
Grundsätzlich ist auch denkbar, die Förderelemente 20 mit Nuten oder Vorsprüngen an einer der Seitenplatten 11, 12 zugewandten Schmalseiten zu versehen, die dann mit einer in eine der Seitenplatten 11, 12 eingearbeiteten oder dort angeordneten Starthilfekontur zusammenwirken.
-
Die Starthilfekontur 04 kann der inneren Umfangsfläche 100 des Konturrings 10 in mathematischem Sinne ähnlich sein, wobei unter jedem Drehwinkel des Rotors 22 von der Drehachse 21 zur inneren Umfangsfläche 100 des Konturrings 10 gesehen derselbe Abstand zwischen Starthilfekontur 04 und innerer Umfangsfläche herrscht.
-
Alternativ ist denkbar, dass es je Pumpenabschnitt 31, 32 höchstens zwei Drehwinkel des Rotors 22 gibt, unter denen von der Drehachse 21 zur inneren Umfangsfläche 100 des Konturrings 10 gesehen der selbe Abstand zwischen der Starthilfekontur 04 und der inneren Umfangsfläche 100 des Konturrings 10 herrscht.
-
Innerhalb jedes Saugbereichs 33 und innerhalb jedes Druckbereichs 34 herrschen dabei von der Drehachse 21 aus in radialer Richtung gesehen unter jedem Drehwinkel des Rotors 22 unterschiedliche Abstände zwischen der Starthilfekontur 04 und der inneren Umfangsfläche 100 des Konturrings 10.
-
Besonders bevorzugt ist die Starthilfekontur 04 an zumindest einem Teil einer Außenumfangsfläche 41 eines gegenüber dem Konturring 10 unverdrehbar, radial innerhalb der Förderelemente 20 angeordneten Starthilferings 40 ausgebildet und/oder von einer solchen umfasst und/oder umfasst eine solche.
-
Von der Drehachse 21 zur inneren Umfangsfläche 100 des Konturrings 10 gesehen ist dabei der Abstand zwischen der Starthilfekontur 04 der Außenumfangsfläche 41 des Starthilferings 40 und der inneren Umfangsfläche 100 des Konturrings 10 unter jedem Drehwinkel des Rotors 22 bevorzugt so dimensioniert, dass ein gegen die innere Umfangsfläche 100 des Konturrings 10 gedrängtes Förderelement 20 frei von einem Kontakt mit der Starthilfekontur 04 an der Außenumfangsfläche 41 des Starthilferings 40 ist. Dadurch kommt ein von der Außenumfangsfläche 41 des Starthilferings 40 radial von der Drehachse 21 weg gedrängtes Förderelement 20 nicht mit der inneren Umfangsfläche 100 des Konturrings 10 in Kontakt, während es noch in Kontakt mit der Starthilfekontur 04 steht.
-
Bei dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Starthilfering 40 mit einem Absatz 42 versehen, welcher denjenigen Teil der Außenumfangsfläche 41 aufweist, der mit der Starthilfekontur 04 versehen ist. Der Starthilfering 40 ist mittels eines kreisrunden Einstichs 111 im dem Konturring 10 zugewandten Flansch an einer Seitenplatte 11 angeordnet.
-
Bei dem in 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Starthilfering 40 mit einheitlichem Querschnitt über seine ganze Erstreckung entlang der Drehachse 21 ausgeführt. Seine gesamte Außenumfangsfläche 41 ist mit der Starthilfekontur 04 versehen. Der Starthilfering 40 ist mittels einer konturierten Nut 112, welche nach innen zur Drehachse 21 hin beispielsweise in Übereinstimmung mit dem Innendurchmesser 43 des Starthilferings 40 kreisringförmig ausgeführt ist, und nach außen von der Drehachse 21 weg mit der Starthilfekontur 04 übereinstimmt, im dem Konturring 10 zugewandten Flansch an einer Seitenplatte 11 angeordnet.
-
Bei dem in 8 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Starthilfering 40 mit einem Absatz 42 versehen, welcher denjenigen Teil der Außenumfangsfläche 41 aufweist, der mit der Starthilfekontur 04 versehen ist. Der Starthilfering 40 ist mittels eines kreisrunden Einstichs 111 im dem Konturring 10 zugewandten Flansch an einer Seitenplatte 11 angeordnet. Der Absatz 44 ist durch Materialaussparungen an einem Kreisring hergestellt, im Unterschied zum Ausführungsbeispiel in 6, bei dem der zur Aufnahme im kreisrunden Einstich 111 vorgesehene kreisringförmige Teil durch Materialaussparungen an einem nach innen hin kreisringförmigen, nach außen hin jedoch starthilfekonturförmigen Ring hergestellt ist.
-
Bei dem in 9 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Starthilfering 40 als eine auf der dem den Rotor 22 beherbergenden Pumpeninnenraum zugewandten Lauffläche für die Förderelemente 20 angeordnete Konturscheibe ausgeführt. Der Starthilfering 40 ist mit einheitlichem Querschnitt über seine ganze Erstreckung entlang der Drehachse 21 ausgeführt. Seine gesamte Außenumfangsfläche 41 ist mit der Starthilfekontur 04 versehen.
-
Es ist ersichtlich, dass die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe gelöst werden kann, durch einen als ein Innenring ausgebildeten Starthilfering 40, der in mindestens einer der Seitenplatten 11, 12 der Flügelzellenpumpe 01 drehsicher fixiert ist. Durch die an zumindest einem Teil der Außenumfangsfläche 41 des Starthilferings 40 ausgebildete Starthilfekontur 04 werden die Förderelemente 20 beim Start der Flügelzellenpumpe 01 mechanisch ausgeschoben, wobei sie nicht bis an die innere Umfangsfläche 100 des Konturrings 10 geführt werden. Durch diesen Teilhub wird zum einen gewährleistet, dass
- - es zum Lösen betroffener Förderelemente 20 aus der Haftreibung oder ähnlichen hemmenden Effekten kommt,
- - der benötigte Resthub reduziert wird,
- - in Verbindung mit einer beispielsweise als Unterflügel-Sammelnut ausgeführten Sammelnut 05 im Saugbereich 33 zumindest eines Pumpenabschnitts 31, 32 diese bereits Fluid ansaugt, und
-
Im Normalbetrieb, nach dem Startvorgang, hat der Starthilfering 40 und die an zumindest einem Teil dessen Außenumfangsfläche 41 ausgebildete Starthilfekontur 04 keinerlei Einfluss mehr auf die Pumpenfunktion.
-
Wichtig ist hervorzuheben, dass die Starthilfekontur 04 an oder in mindestens einer Seitenplatte 11, 12 vorgesehen sein kann.
-
Demnach kann die Starthilfekontur 04 selbst direkt an einer der Seitenplatten 11, 12 oder an beiden Seitenplatten 11, 12 ausgebildet sein, oder es kann ein Starthilfering 40, beispielsweise an zumindest einem Teil dessen Außenumfangsfläche 41 die Starthilfekontur 04 ausgebildet ist, an einer der beiden Seitenplatten 11, 12 angeordnet sein oder es können zwei Starthilferinge 40 an zumindest einem Teil deren Außenumfangsflächen 41 die Starthilfekontur 04 ausgebildet ist, beispielsweise an beiden Starthilferingen 40 ganz oder jeweils nur teilweise, so dass sich die beiden Teile gegenseitig ergänzen, an beiden Seitenplatten 11, 12 angeordnet sein, jeweils ein Starthilfering 40 an je einer der beiden Seitenplatten 11, 12.
-
Vorteile gegenüber dem Stand der Technik sind verringerte innere Verluste im Dauerbetrieb, da die Förderelemente 20 von der inneren Umfangsfläche 100 nur gegen deren Fliehkraft radial zur Drehachse 21 zurück gedrängt werden müssen.
-
Darüber hinaus ist der Verschleiß verringert, da die Förderelemente 20 nicht wie beim Stand der Technik entweder federbelastet gegen die innere Umfangsfläche 100 gedrückt werden, oder bei dem sie in jedem Pumpenabschnitt von der Steuerkurve radial von der Drehachse weg vollständig gegen die innere Umfangsfläche gedrückt und in jeder Engstelle von der inneren Umfangsfläche genauso gegen die Steuerkurve in Richtung radial zur Drehachse zurück gedrängt werden. Die Flügel werden sicher hydraulisch an der Kontur gehalten.
-
Sich zusätzlich zu einer vollständigen Lösung der gestellten Aufgabe unter Beseitigung sämtlicher Nachteile des Standes der Technik ergebende Vorteile sind unter anderem eine Umsetzbarkeit lediglich unter Verwendung eines weiteren Bauteils - einem an einer der beiden Seitenplatten 11, 12 angeordneten Starthilfering 40 - und/oder unter Ausführung lediglich eines weiteren Arbeitsschritts - der Ausbildung der Starthilfekontur an einer der beiden Seitenplatten 11, 12 - auf kleinem Bauraum mit nur kleinen Anpassungen der Seitenplatten 11, 12 Pumpenplatten und des Rotors 22 und/oder der Förderelemente 20. Systemseitig seitens einer mit dem zu fördernden Fluid zu versorgenden Vorrichtung, beispielsweise einem Fahrgetriebe oder einem Motor eines Fahrzeugs, sind keinerlei Maßnahmen notwendig, um die erfindungsgemäße Flügelzellenpumpe 01 anstelle einer Flügelzellenpumpe nach dem Stand der Technik einzusetzen.
-
Auch wenn die Flügelzellenpumpe 01 nur ölbenetzt ist und ansonsten mit Luft befüllt ist, funktioniert die erfindungsgemäße Lösung ohne jede weitere pumpen- oder systemseitige Maßnahme im Kaltstart.
-
Dieses Startverhalten ist von keiner anderen Lösung bekannt. Außerdem sind alle anderen aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen wesentlich bauraum- und kostenintensiver.
-
Zu diesen zählen beispielsweise:
- - Kaltstartplatte. Nachteilig an dieser ist, dass die hydraulische Wirkung nicht uneingeschränkt gewährleistet ist, wenn die Pumpe leergelaufen ist und/oder sich die kurz als Flügel bezeichneten Förderelemente nicht an der kurz als Hubringkontur bezeichneten inneren Umfangsfläche des Konturrings befinden. Es wird zusätzlicher Bauraum benötigt. Es kommt zum Leistungsverlust durch den zusätzlichen VentilWiderstand.
- - Syphon gegen Leerlaufen der Pumpe. Nachteilig hieran ist der hohe Bauraumbedarf und eine Unwirksamkeit bei einem Zweitstart, wenn die Pumpe vorher eine große Menge Luft angesaugt hat.
- - Vergrößerung des Flügelschlitzspiels. Der wesentliche Nachteil hieran ist eine große Leckage, welche hohe volumetrische Verluste zur Folge hat.
- - Mechanische Flügelführung. Diese erzeugt Prinzip bedingt große Leckagen und damit volumetrische Verluste. Darüber hinaus wird hierfür zusätzlicher Bauraum benötigt.
-
Ein die gestellte Aufgabe unter Beseitigung sämtlicher Nachteile des Standes der Technik und unter Erzielung sämtlicher zuvor genannter Vorteile ebenfalls vollständig lösendes Verfahren zum Betrieb einer beispielsweise zuvor beschriebenen Flügelzellenpumpe 01 sieht vor, zumindest solche Förderelemente 20, die bei einer Drehung des Rotors 22 nach deren Eintreten in einen Pumpenabschnitt 31, 32, wenn diese also bereits einen Pumpenabschnitt 31, 32 überstreichen beziehungsweise durchwandern, immer noch ganz eingefahren sind, beispielsweise mittels von einer deren der inneren Umfangsfläche 100 des Konturrings 10 abgewandten Seite her bei einer Drehung des Rotors 22 zu überwindenden, innerhalb des Drehwinkelbereichs des Pumpenabschnitts 31, 32 vorgesehenen rampenartigen Starthilfekontur 04 ohne den Einsatz einer Federbelastung beziehungsweise frei von einer Federbelastung um einen Teilhub in Richtung zur inneren Umfangsfläche 100 des Konturrings 10 hin zwangsauszulenken.
-
Auch hier unterscheidet sich der erwähnte Teilhub von einem Vollhub wie zuvor zur Flügelzellenpumpe bereits ausgeführt.
-
Vorzugsweise werden ausschließlich höchstens solche Förderelemente zwangsausgelenkt, welche innerhalb eines Pumpenabschnitts 31, 32 noch nicht gegen die inneren Umfangsfläche 100 des Konturrings 10 verlagert sind.
-
Ein gegen die inneren Umfangsfläche 100 des Konturrings 10 verlagertes Förderelement 20 ist hingegen grundsätzlich frei von einer Zwangsauslenkung.
-
Wichtig ist hervorzuheben, dass die die Flügelzellenpumpe 01 ebenso wie das Verfahren alternativ oder zusätzlich einzelne oder eine Kombination mehrerer:
- - einleitend in Verbindung mit dem Stand der Technik und/oder
- - in einem oder mehreren der zum Stand der Technik erwähnten Dokumente und/oder
- - in der voranstehenden Beschreibung, einschließlich der zu den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen zugehörigen,
beschriebener Merkmale aufweisen kann.
-
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Ansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Ansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
-
Die Erfindung ist insbesondere im Bereich der Herstellung von Flügelzellenpumpen, beispielsweise Schmierölpumpen, insbesondere von Getriebe- und/oder Motorölpumpen gewerblich anwendbar.
-
Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben. Es ist jedoch für einen Fachmann vorstellbar, dass Abwandlungen oder Änderungen der Erfindung gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.
