DE1553290A1

DE1553290A1 - Fluegelpumpe mit Stromregelventil,insbesondere fuer Servolenkungen

Info

Publication number: DE1553290A1
Application number: DE1966Z0012488
Authority: DE
Inventors: Dietrich Dr-Ing Georg; Georg Kehrer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1966-10-22
Filing date: 1966-10-22
Publication date: 1970-04-09
Also published as: US3439623A; AT272844B; NL6714190A; CH471325A; GB1182476A; SE376274B; DE1553290B2

Description

ZAMRiLDPABRIK PRIEDRIGHSHAPM Aktiengesellschaft
Friedrichshafen

Flügelpumpe mit Stromregelventil, insbesondere für Servolenkungen

Die Erfindung betrifft eine Flügelpumpe, insbesondere für Servolenkungen, mit einem motorgetriebenen Rotor, mit einem im Pumpengehäuse zentrisch gelagerten Kurvenring und einem Stromregelventil

Wegen des großen Drehzahlbereiches, für den solche Pumpen ausgelegt sein müssen, ist es schwierig eine einwandfreie Füllung der Saugkammern, insbesondere bei hohen Drehzahlen, zu erreichen. Hierzu müssten die Leitungsquerschnitte der Saugkammern ziemlich groß sein, was sich aus konstruktiven und wirtschaftlichen Gründen nicht verwirklichen läßt. Daher kommt es bei bekannten Flügelpumpen zu. Kavitation, verbunden mit einer starken Geräuschbildung.

Aus dem US-Patent 2.853.023 ist es bereits bekannt, durch strömungstechnisch günstige Ausbildung der Zuführungskanäle zu den Saugräumen eine möglichst vollständige Füllung der Saugkammern zu erreichen und damit Kavitation zu. verhindern.

Das US-Patent 2.544.988 betrifft eine Flügelpumpe mit einem Stromregelventil, das, da? Drehzahl der Pumpe entsprechend, eine mehr oder weniger große Öffnung zwischen Druckraum und Saugraum freigibt. Beide bekannten Einrichtungen befriedigen nicht bei Pumpen, die für einen sehr großen Drehzahlbereich ausgelegt sein müssen, insbesondere nicht bei Pumpen für Hydrolenkungen.

Die iTachteile der bekannten Pumpen werden durch die Erfindung beseitigt·

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Unterlagen (Art. 7 § I Abc. 2 :.'r. I Satz 3 des Änderung, ν. 4.9-1967

Die Erfindung besteht darin, dass längs einer zum Saugraum einer Flügelpumpe führenden Überströmbohrung ein Vorausströmkanal antriebsseitig angeordnet ist, so dass bei Beginn des Öffnens des Überströmventils ein konzentrierter, wirbelfreier Strahl entsteht, der zusammen mit einem deckelseitig angeordneten, dem Vorausströmkanal gegenüberliegenden, stromlinienförmigen Zentriersegment einen der Drehzahl proportionalen Ansaugdruck und damit günstigere Füllverhältnisse ergibt.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, dass das genannte Segment mit zwei weiteren, symmetrisch angeordneten Segmenten zum Zentrieren des Kurvenringes dient.

Normalerweise ist der Überströmkanal, in den auch die Zuflußleitung einmündet, als zylindrische Bohrung ausgeführt. Die Aussteuerung des Stromregelventils erfolgt in bekannter Weise durch einen drehzahlabhängigen Differenzdruck ^ p. Bei dem bisher gebräuchlichen kreisrunden Querschnitt des Überströmkanals ergibt sich kein konstantes Verhältnis zwischen dem Differenzdruck 4 p und der auf gesteuerten Querschnittsfläche Q, was vorteilhaft wäre. Die ideale Querschnittsform des Überströmkanals wäre ein gleichseitiges Dreieck, dessen Spitze gegen die Öffnungsrichtung des Ventilkolbens zeigt. Dadurch würde das Verhältnis; Differenzdruck zur Quadratwurzel der auf gesteuerter. Querschnittsfläche konstant: = c

/Τ

Aus fertigungs- und strömungstechnischen Gründen wählt man als Querschnittsform für den Überströmkanal eine dreieckähnliche, aus einer größeren und einer kleineren Kreisfläche bestehende Form, wobei die Kreisflächen sich teilweise überdecken und das Verhältnis der beiden Durchmesser etwa 2:1 ist. Die kleinere, etwa zur Hälfte aus der größeren Kreisfläche heraustretende Kreisfläche bildet dann, den Querschnitt des Vorausströmkanals.

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Durch, die dreieekähnliehe Form des Überströmkanalquerschnittes ist bei jeder Öffnungsweite des Yentilkolbens nahezu die gleiche konzentrierte Form des Überströmstrahles gewährleistet.

Die Wirkung des konzentrierten Überströmstrahles wird dadurch erhöht, dass er mit großer Geschwindigkeit an der Ansaugbohrung vorbeiströmt. Durch den dabei entstehenden Sog wird mehr öl aus der Zuflußleitung angesaugt. Dadurch dass der Überströmstrahl ©gen das der Eintrittsöffnung diametral gegenüberliegende, stromlinienförmig ausgebildete Zentriersegement gerichtet ist, wird der Ölstrom wirbelfrei geteilt und strömungsgünstig den beiden Saugkammern zugeführt. Beide Merkmale ergeben eine Erhöhung des Ansaugdruckes, wodurch eine vollständige Füllung der "beiden Saugkammern für den gesamten Drehzahlbemch gewährlseistet ist.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der nachstehenden Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen.

Die Zeichnung stellt in Fig. 1 bis 5 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Das in Fig. 6 gezeigte Diagramm bringt eine Übersicht über die Wirkungsweise der unterschiedlich angeordneten Erfindungsmerkmale.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt der Flügelpumpe,

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt nach der Linie II-II d.Fig. 1,

Fig. 3 _# zeigt einen Längsschnitt nach der Linie IU-III ^M

Fig. 4 zeigt die Steuereinrichtung des StromregelventilSj

Fig. 5 zeigt im Detail die Anordnung von Yorausströmkanal und Zentriersegment.

Fig. 6 zeigt ein Diagramm über Ansaugdruck-Drehzahlverhältnis.

Eine an sich bekannte Flügelpumpe weist eine Antriebswelle

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aufgesteuert wird, so dass ein Teil des Drucköls in die Überströmbohrung gelangt, die unmittelbar an den Saugraum angeschlossen ist. Dadurch wird die Füllung der Saugkammern von einem Teil des Drucköles unterstützt. Infolge der nicht"proportionalen Aufsteuerung der kreisrunden Überströmbohrung treten bei den bekannten Flügelpumpen Wirbel und Druckverluste auf, die eine vollständige Füllung der Saugkammern verhindern und Kavitation verursachen. Durch die erfindungsgemäße -Anordnung des Vorausströmkanals 17 zusammen mit dem Zentriersegment 12 wird für jeden Drehzahlbereich durch Erhöhen des Ansaugdruckes eine vollständige Füllung der Saugkammern erreicht und Kavitation vermieden. Das aus Tersuchasrgebnissen entstandene Diagramm Fig. 6 zeigt dies durch die stetig verlaufende Kurve III des Ansaugdruckes. Diese liegt wesentlich höher als die Kurve II, die den Einfluß des Zentriersegmentes 12 auf den Ansaugdruck erkennen läßt, und die fast doppelt so hoch wie die Ansaugdruckkurve I bekannter Flügelpumpen verläuft.

Die Pfeile in der Zeichnung geben die Strömungsrichtung des Öles an.

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auf. In einem Gehäuse 2, das durch einen Deckel 3 abgeschlossen wird, ist zwischen zwei Andrückplatten 6 und 6¹ ein Rotor 4 und ein Kurvenring 5 gelagert. Der Rotor 4 trägt in Schlitzen Pumpenflügel 7, die sich am Kurvenring 5 abstützen und das Öl von Saugkammern 8 und 8' in Druckräume 9 und 9^f unter Druckerhöhung befördern. Ein Stromregelventil 10 steuert je nach Drehzahl über eine Überströmbohrung 14 zusätzlich Öl in die Saugkammern 8 und 8¹. Ein Sieherungsstift 11 sichert den Kurvenring i> und die beiden ündrückplatten 6 und 6 · gegen Verdrehen, während an der Innenwand des Gehäuses 2 angeordnete Zentriersegmente 12, 12· und 12" mit Zentrierflächen 19, 19', 19" den Kurvenring zentrisch halten. Eine Ansaugbohrung 13 stellt die Verbindung zwischen der Überströmbohrung 14 und einem üleinlass 15 her. Ein Druckölauslass ist mit 16 bezeichnet. Längs der Überströmbohrung 14 ist ein Vorausströmkanal 17 eingefräst. Zwei Dichtringe 18 dichten die Druckräume 9 und 9¹ gegen die Saugkammern 8 und 8' ab.

Bei den bekannten ELügelpumpen werden zur Zentrierung des Kurvenringes besondere Paßstifte benötigt. Diese können bei einer Pumpe nach der Erfindung wegfallen. Statt dessen dient das deckelseitig angeordnete Segment 12, zusammen mit den weiteren Segmenten 12^!, 12" zum Zentrieren des Kurvenringes 5.

Wie das Diagramm Pig. 6 zeigt, bewirkt das Segment 12 eine beträchtliche Erhöhung des Ansaugdruckes. Das Zentriersegment 12 ist, wie die beiden weiteren Segmente 12' und 12" stromlinienförmig ausgebildet. Da das Segment 12 dem überströmkanal 17 gegenüberliegt, wird der Ansaugölstrom aus der Überströmbohrung 14 und dem Vorausströmkanal 17 wirbelfrei geteilt und ohne Druckverluste den beiden Saugkammern 8 und 8¹ zugeführt.

Die !funktion des an sich bekannten Stromregelventils 10 ist derart, dass mit zunehmender Drehzahl auch der Differenzdruek vor und hinter einer Drossel in der Druckölleitung zunimmt und im gleichen Maße der Kolben des Stromregelventils

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INSPECTED

Claims

Patentansprüche:

1. Flügelpumpe, insbesondere für Hydrolenkungen, mit einem motorgetriebenen Rotor, mit einem im lampengehäuse zentrisch gelagerten Kurvenring und mit einem Stromregelventil, dadurch gekennzeichnet, dass längs einer zum Saugraum der Flügelpumpe führenden Überströmbohrung (14) ein Vorausströmkanal (17) antriebsseitig angeordnet ist.

2. Flügelpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gesamtquerschnitt der Überströmbohrung (14) und des Vorausströmkanals (17) eine dreieckähnliche Form aufweist, wobei die Spitze des Dreiecks gegen die Öffnungsrichtung des Yentilkolbens weist.

3. Flügelpumpe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein stromlinienförmig ausgebildetes Segment (12) dem Vorausströmkanal (17) diametral gegenüberliegt.

4. Flügelpumpe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das stromlinienförmig ausgebildete Segment (12) eine Zentrierfläche (19) aufweist, und dass zwei weitere Zentriersegmente (12·, 12") mit gleichen Zentrierflächen (19¹, 19") vorhanden sind, wobei die drei Segmente den Kurvenring (5) zentrieren.

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Mii/hg Akte: 4763

009815/0130 Neue Unterlagen '.»η. 7 έ ι ux. 2 w. ι satz 3 d« Αηβοπιης^«».«. 4.9. wer