DE19525866A1

DE19525866A1 - Vane pump with a flow control valve

Info

Publication number: DE19525866A1
Application number: DE1995125866
Authority: DE
Inventors: Konrad Eppli; Reiner Mayer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1995-07-15
Filing date: 1995-07-15
Publication date: 1997-01-16
Also published as: WO1997004234A1

Abstract

The invention concerns a wing-cell pump with a flow-control valve (13). Prior art flow-control valves are designed as sliding valves which, when the oil flow is shut off, connect two discharge channels with the delivery side, thus feeding part of the flow back to the aspiration side. The flow-control valve (13) proposed is designed as a seat valve and obturates against a control plate (7). It is initially closed and opens, when the force of its spring has been overcome in the shut-off region, a relatively large rectangular opening on the aspiration side of the pump. The flow-control valve (13) proposed has good cold-start characteristics.

Description

Die Erfindung betrifft eine Flügelzellenpumpe mit ei nem Pumpenpaket, das aus einem auf einer Antriebswelle fe sten Rotor mit Schlitzen besteht, in welchem in einem Kur venring radial bewegliche Arbeitsschieber abdichten. Zwi schen dem Kurvenring, dem Rotor und den Arbeitsschiebern sind Arbeitskammern gebildet, die durch Steuerplatten in axialer Richtung begrenzt sind. Weiterhin ist in einem Pum pengehäuse ein einerseits vom Förderdruck und andererseits vom Auslaßdruck plus einer Federkraft beaufschlagtes Strom regelventil eingebaut, das eine Verbindung von einer Druck kammer zu im Winkel zueinander angeordneten Abspritzkanälen herstellen kann. Eine derartige Flügelzellenpumpe ist bei spielsweise aus der US-PS 5 112 199 bekannt. Diese Pumpe hat ein Stromregelventil, das mit einem Kolbenschieber ar beitet. Bei der Rückleitung des Abregelstromes über zwei Abspritzkanäle, die als Bohrungen in die Schieberbohrung einmünden, kann es zu ungleicher Befüllung der Saugräume kommen. Durch eine ungleiche Position der Abspritzkanäle, die auf unvermeidliche Bearbeitungstoleranzen zurückzufüh ren sind, teilt sich das unter hohem Druck stehende Öl nicht gleichmäßig auf beide Abspritzkanäle auf. Die Posi tion der Einmündungen der beiden Abspritzkanäle in der Kol benbohrung des Stromregelventils muß daher sehr genau sein.The invention relates to a vane pump with egg nem pump package consisting of a fe on a drive shaft Most rotor with slots exists, in which in a course Seal the venring radially movable working slide. Two between the cam ring, the rotor and the working slides are working chambers formed by control plates in axial direction are limited. Furthermore, in a pump pen housing on the one hand from the delivery pressure and on the other current applied by the outlet pressure plus a spring force Control valve built in, which connects a pressure Chamber to spray channels arranged at an angle to each other can manufacture. Such a vane pump is at known for example from US-PS 5 112 199. This pump has a flow control valve that ar with a spool works. When returning the cutoff current via two Spray channels that act as bores in the slide bore lead to uneven filling of the suction spaces come. Due to an uneven position of the spray channels, which are due to inevitable machining tolerances oil, which is under high pressure, divides not evenly on both spray channels. The posi tion of the mouths of the two spray channels in the col The bore of the flow control valve must therefore be very precise.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, das Stromregelventil der Pumpe im Übergangsbereich von der Kol benbohrung in die Abspritzkanäle so zu verbessern, daß eine absolut gleichmäßige Befüllung der Saugräume gesichert ist.The invention is therefore based on the object Flow control valve of the pump in the transition area from the col benbohrung in the spray canals so that a absolutely even filling of the suction spaces is ensured.

Diese Aufgabe ist durch die im Anspruch 1 gekennzeich nete Flügelzellenpumpe dadurch gelöst, daß das Stromregel ventil als Sitzventil ausgebildet ist, das in seiner Aus gangsstellung zur Abdichtung an der Steuerplatte anliegt und daß die Abspritzkanäle bis zur Steuerplatte verlängert sind. Das Stromregelventil bleibt somit im Proportionalbe reich zunächst geschlossen, während es im Abregelbereich sofort öffnet. In einer Abregelstellung leitet der Stromre gelkolben, je nach Stellung, einen mehr oder weniger großen Förderstrom zur Saugseite ab. Durch die Anordnung der Ab spritzkanäle ergibt sich eine gleichmäßige Aufteilung des Abregelstromes und die Kavitation und das Pumpengeräusch verringern sich. Außerdem entfällt das zweimalige Bohren der Abspritzkanäle und die damit verbundene problematische Forderung an die Maßhaltigkeit. Die Abspritzkanäle lassen sich ohne besondere Schwierigkeiten in das Gehäuse eingie ßen. Durch das Sitzventil bleiben die Leckverluste im Pro portionalbereich gering und der Tothub des Stromregelkol bens verringert sich. Die Verringerung des Tothubes ergibt ein verbessertes Kaltstartverhalten. Dadurch, daß die Ab spritzkanäle an ihrer Einmündung in die Kolbenbohrung nach oben verlängert sind, wird Bauraum gewonnen und man kann die Feder länger ausführen, so daß eine Reduzierung der Federrate möglich ist.This object is characterized by in claim 1 nete vane pump solved in that the current control valve is designed as a seat valve that in its off gear position for sealing on the control plate and that the spray channels extend to the control plate are. The flow control valve thus remains in the proportional range rich initially closed while it is in the control area opens immediately. In a cut-off position, the Stromre conducts gel flask, depending on the position, a more or less large one Flow to the suction side. By arranging the Ab spray channels result in an even distribution of the Current and the cavitation and pump noise decreases. There is also no need to drill twice the spray channels and the associated problematic Demand for dimensional accuracy. Leave the spray hoses insert itself into the housing without any particular difficulty eat. The leakage losses remain in the Pro through the seat valve portional range low and the dead stroke of the current control ben decreases. The reduction in the dead stroke results in an improved cold start behavior. Because the Ab spray channels at their confluence with the piston bore Are extended above, space is gained and you can run the spring longer so that a reduction in Spring rate is possible.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Abspritzkanäle einen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Während eine kreisrunde Bohrung durch Vergrößerung sich gleichzeitig ungünstig in zwei Di mensionen ändert, läßt sich der rechteckige Querschnitt nur in der Tiefe erweitern. Die Abspritzkanäle können so leich ter auf die Abregelmenge abgestimmt werden. In der Be schreibung und in den Ansprüchen ist nur eine Kombinations möglichkeit in bezug auf die Ausgestaltung und die Anwen dung ausführlich dargestellt. Dem Leser wird empfohlen, jede Aussage auch einzeln zu betrachten und ihre Brauchbar keit in anderen Zusammenhängen und Kombinationen zu über prüfen, dies insbesondere im Zusammenhang mit dem angeführ ten Stand der Technik. Naheliegende Möglichkeiten ergeben sich für den Fachmann, wenn er die geschilderten Maßnahmen wegen der damit verbundenen Vorteile benutzt.An advantageous embodiment of the invention is characterized is characterized in that the spray channels are rectangular Have cross-section. During a circular hole by enlarging at the same time unfavorably in two di dimensions changes, the rectangular cross-section can only expand in depth. The spray canals can be so easy ter be adjusted to the cut-off quantity. In the Be spelling and in the claims is only a combination Possibility of design and use explained in detail. The reader is advised to consider each statement individually and its usability in other contexts and combinations check, especially in connection with the above state of the art. Obvious opportunities arise himself for the specialist if he takes the described measures used because of the associated benefits.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.The invention is based on the drawing explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemä ße Flügelzellenpumpe; Fig. 1 shows a longitudinal section through the inventive SSE vane pump;

Fig. 2 eine Draufsicht in verkleinertem Maßstab nach der Linie II-II in Fig. 1; Figure 2 is a plan view on a reduced scale along the line II-II in Fig. 1.

Fig. 3 einen Teil-Schnitt durch das Stromregelven til nach der Linie III-III in Schließstel lung; Fig. 3 shows a partial section through the Stromregelven valve according to the line III-III in the closed position;

Fig. 4 einen Teil-Schnitt entsprechend Fig. 3 in einer Abregelstellung und Fig. 4 is a partial section corresponding to Fig. 3 in a regulation position and

Fig. 5 die mit der Pumpe erzielbare Förderstrom- Kennlinie. Fig. 5 shows the flow rate characteristic that can be achieved with the pump.

Die Flügelzellenpumpe dient zum Fördern von Drucköl aus einem nicht dargestellten Behälter zu einem nicht dar gestellten Verbraucher, beispielsweise einer Hilfskraftlen kung.The vane pump is used to deliver pressure oil from a container, not shown, to a not provided consumers, for example an assistant kung.

In Fig. 1 ist in einem ölgefüllten Druckraum 1 eines Gehäuses 2 ein Rotorensatz 3 eingesetzt. Der Rotorensatz 3 besteht aus einem Kurvenring 4 und einem Rotor 5. Der Ro tor 5 ist im Inneren des Kurvenringes 4 angeordnet und weist radial gerichtete Schlitze auf, in denen Flügel 6 verschiebbar sind. Zwischen dem Kurvenring 4, dem Rotor 5 und den Flügeln 6 sind Arbeitskammern gebildet, die von Steuerflächen benachbarter Steuerplatten 7 und 8 in axialer Richtung begrenzt sind. Die Pumpe entspricht einer doppel hubigen Ausführung.In Fig. 1, a rotor set 3 is used in an oil-filled pressure chamber 1 of a housing 2 . The rotor set 3 consists of a cam ring 4 and a rotor 5 . The ro tor 5 is arranged in the interior of the cam ring 4 and has radially directed slots in which wings 6 are displaceable. Working chambers are formed between the cam ring 4 , the rotor 5 and the vanes 6 and are delimited in the axial direction by control surfaces of adjacent control plates 7 and 8 . The pump corresponds to a double-stroke version.

Das Gehäuse 2 ist aus einem Lagergehäuse 10 und einem topfförmigen Gehäusedeckel 11 zusammengesetzt. Der Rotor 5 sitzt drehfest auf einer Antriebswelle 12, die sich in dem Lagergehäuse 10 abstützt. Die Lagerstelle in dem Lagerge häuse 10 ist die einzige Lagerung der Antriebswelle 12. Dies bedeutet, daß die Antriebswelle 12 in dem Gehäusedeckel 11 in radialer Richtung nicht gelagert ist. Die An triebswelle 12 stützt sich vielmehr in einem Gehäuse deckel 11 in axialer Richtung ab.The housing 2 is composed of a bearing housing 10 and a cup-shaped housing cover 11 . The rotor 5 is non-rotatably seated on a drive shaft 12 which is supported in the bearing housing 10 . The bearing in the Lagerge housing 10 is the only bearing of the drive shaft 12th This means that the drive shaft 12 is not supported in the housing cover 11 in the radial direction. On the drive shaft 12 is based rather in a housing cover 11 in the axial direction.

Neben einem nicht sichtbaren Sauganschluß für den An schluß des Behälters sowie einem gleichfalls nicht sicht baren Druckanschluß für den Verbraucher ist in dem Lagerge häuse 10 ein Stromregelventil 13 für die Regelung des zu dem Druckanschluß geführten Drucköls vorgesehen. Das Strom regelventil 13 ist nach der Erfindung als Sitzventil ausge führt, welches mit seiner Stirnseite eine Bohrung 14 in der Steuerplatte 7 verschließt. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, schließen an eine Kolbenbohrung 15 zwei im Querschnitt rechteckförmige Abspritzkanäle 16 und 16A an, die bis zum Rand 15A der Kolbenbohrung 15 verlaufen (Fig. 4). Die Ab spritzkanäle 16, 16A münden in zwei Saugzonen 24 und 24A zwischen den Arbeitskammern der doppelhubigen Pumpe. Die Abspritzkanäle 16, 16A sind über Verbindungskanäle 20, 20A mit einem Saugkanal 21 verbunden, über den das Behälteröl zuströmt. Das Stromregelventil 13 hat einen Kolben 17, der gegen die Kraft einer Feder 18 verschiebbar ist. Hinter dem Kolben 17 mündet eine Bohrung 22 in die Kolbenbohrung 15, die einen Auslaßkanal 19 mit der Rückseite des Stromregel ventils 13 verbindet. In addition to an invisible suction connection for the connection to the container and a likewise not visible pressure connection for the consumer, a flow control valve 13 is provided in the Lagerge housing 10 for controlling the pressure oil led to the pressure connection. The flow control valve 13 is out according to the invention as a seat valve, which closes with its end face a bore 14 in the control plate 7 . As can be seen from FIG. 3, two spray ducts 16 and 16 A, which are rectangular in cross section, adjoin a piston bore 15 and extend to the edge 15 A of the piston bore 15 ( FIG. 4). From the spray channels 16 , 16 A open into two suction zones 24 and 24 A between the working chambers of the double-stroke pump. The spray channels 16 , 16 A are connected via connecting channels 20 , 20 A to a suction channel 21 , through which the container oil flows. The flow control valve 13 has a piston 17 which is displaceable against the force of a spring 18 . Behind the piston 17 , a bore 22 opens into the piston bore 15 , which connects an outlet channel 19 to the rear of the flow control valve 13 .

Die Kennlinie nach Fig. 5 zeigt den Förderstrom in Abhängigkeit von der Drehzahl. In einem unteren Proportio nalbereich P steigt der Förderstrom stetig an, um nach dem sogenannten Abregelpunkt bei ca. 1 000 U/min in einen waa gerechten Bereich A überzugehen. Der überschüssige Förder strom U fließt zur Saugseite ab.The characteristic curve of FIG. 5 shows the flow in function of the speed. In a lower proportional range P, the flow rate rises steadily in order to change into a horizontal range A after the so-called cut-off point at approx. 1,000 rpm. The excess flow rate U flows to the suction side.

Das Stromregelventil 13 arbeitet wie folgt:
Mit steigender Drehzahl nimmt der Differenzdruck wegen ei ner Drossel 23 zwischen dem Druckraum 1 und dem Auslaß 19 zu, dessen Kraft auf die Stirnseite des Kolbens 17 des Stromregelventils 13 wirkt. Dabei ist der Kolben 17 zu nächst noch durch die Feder 18 geschlossen. Beim Erreichen des Abregelpunktes hebt der Kolben 17 von seinem Sitz ab und läßt ein Stromteil (Fig. 4) zu den Saugzonen 24 und 24A abfließen. Das Stromregelventil befindet sich in seinem Abregelbereich. Der Kolben 17 wirkt als Druckwaage und ver schiebt sich gegen die Kraft der Feder 18 und gegen die Kraft des hinter dem Kolben 17 herrschenden Auslaßdruckes in Fig. 1 nach links. Bei weiter steigender Drehzahl öffnet der Kolben 17 einen größeren Querschnitt des rechteckigen Abspritzquerschnitts, so daß den Saugzonen 24 und 24A ein größerer Stromteil zufließt (Fig. 4). Der unter hohem Druck über die Abspritzkanäle 16, 16A abgespritzte Ölstrahl reißt aus den Verbindungskanälen 20, 20A zusätzliches Öl aus dem Saugkanal 21 bzw. dem Tank mit, was eine gute Aufladung der Pumpe begünstigt.The flow control valve 13 works as follows:
With increasing speed, the differential pressure increases because of egg ner throttle 23 between the pressure chamber 1 and the outlet 19 , the force acting on the end face of the piston 17 of the flow control valve 13 . The piston 17 is initially still closed by the spring 18 . When the cut-off point is reached, the piston 17 lifts off its seat and lets a current part ( FIG. 4) flow to the suction zones 24 and 24 A. The flow control valve is located in its cut-off area. The piston 17 acts as a pressure compensator and ver pushes against the force of the spring 18 and against the force of the outlet pressure behind the piston 17 in Fig. 1 to the left. As the speed continues to increase, the piston 17 opens a larger cross-section of the rectangular spray cross-section, so that the suction zones 24 and 24 A receive a larger flow of current ( FIG. 4). The oil jet sprayed under high pressure via the spray ducts 16 , 16 A entrains additional oil from the connecting ducts 20 , 20 A from the suction duct 21 or the tank, which promotes good charging of the pump.

BezugszeichenlisteReference list

1 Druckraum
2 Gehäuse
3 Rotorensatz
4 Kurvenring
5 Rotor
6 Flügel
7 Steuerplatte
8 Steuerplatte
9 -
10 Lagergehäuse
11 Gehäusedeckel
12 Antriebswelle
13 Stromregelventil
14 Bohrung in 7
15 Kolbenbohrung
15A Rand
16, 16A Abspritzkanäle
17 Kolben von 13
18 Feder
19 Auslaßkanal
20, 20A Verbindungskanäle
21 Saugkanal
22 Bohrung in 15
23 Drossel
24, 24A Saugzone
A Abregelbereich
P Proportionalbereich
U überschüssiger Stromanteil 1 pressure room
2 housings
3 rotor set
4 curve ring
5 rotor
6 wings
7 control plate
8 control plate
9 -
10 bearing housings
11 housing cover
12 drive shaft
13 flow control valve
14 hole in 7
15 piston bore
15 A edge
16 , 16 A spray channels
17 pistons from 13
18 spring
19 outlet duct
20 , 20 A connection channels
21 suction channel
22 hole in 15
23 throttle
24 , 24 A suction zone
A regulation range
P proportional range
U excess electricity

Claims

1. Vane pump with the following features:

- In a housing, a pump package ( 3 ) consisting of a fixed on a drive shaft ( 12 ) rotor ( 5 ) with slots and therein radially movable working slides ( 6 ), which seal against a curve ring ( 4 );
- Between the cam ring ( 4 ), the rotor ( 5 ) and the Ar beitsschiebern ( 6 ) working chambers are formed, which are limited by control plates ( 7 , 8 ) in the axial direction be;
- In the housing ( 10 ) on the one hand from the delivery pressure and on the other hand from the outlet pressure plus a spring force flow control valve ( 13 ) is installed, which can provide a connection from a pressure chamber ( 1 ) to angled spray channels ( 16 , 16 A) ago;
- The spray ducts ( 16 , 16 A) are connected to suction zones ( 24 , 24 A) leading to the delivery chambers, characterized by the following features:
- The flow control valve ( 13 ) is ausgebil det as a seat valve and is in its starting position for sealing device on the control plate ( 7 ) and
- The spray channels ( 16 , 16 A) are extended to the edge ( 15 A) of the piston bore ( 15 ).

2. Vane pump with a flow control valve, characterized in that the Abspritzka channels ( 16 , 16 A) have a rectangular cross section, so that they can be produced in the casting process.