DE19837275A1 - Vane cell pump with volume control has stroke ring supported on sliding/turning cam in housing to adjust pump feed volume - Google Patents
Vane cell pump with volume control has stroke ring supported on sliding/turning cam in housing to adjust pump feed volumeInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine mengenregelbare Flügelzellenpumpe gemäß dem Ober begriff des Hauptanspruches.The invention relates to a variable-speed vane pump according to the Ober concept of the main claim.
Vorbekannt sind gattungsgemäße mengenregelbare Flügelzellenpumpen durch die Schriften DE-OS 20 15 744. Bei dieser Bauart sind in radialen Schlitzen eines in einem Gehäuse gelagerten Rotors Flügel schubbeweglich geführt, deren äußere Enden in einem die Flügel umfassenden Hubring gleiten. Der Hubring kann in einem Gehäuse schiebbar - siehe Fig. 4 - oder einseitig in einer ortsfesten Lagerstelle des Gehäuses schwenkbar - siehe Fig. 2 - gelagert sein und wird jeweils mittels Federkraft in Richtung maximaler Förderung gedrängt. Einseitig an seinem Umfang gegenüber dem Gehäuse abgedichtet bildet der Hubring eine hydraulische Wirkfläche, die ihn im mit Druck beaufschlagten Zustand in Richtung - Null- Förderung - entgegen der Federkraft drängt.Generic variable-volume vane pumps are previously known from the documents DE-OS 20 15 744. With this type of construction, vanes are slidably guided in radial slots of a rotor mounted in a housing, the outer ends of which slide in a cam ring comprising the vanes. The cam ring can be slidably mounted in a housing - see FIG. 4 - or pivoted on one side in a fixed bearing point of the housing - see FIG. 2 - and is in each case pushed by spring force in the direction of maximum delivery. Sealed on one side at its periphery with respect to the housing, the cam ring forms a hydraulic active surface which, when pressurized, urges it in the direction - zero delivery - against the spring force.
Nachteilig ist, daß die das Fördervolumen bestimmende Stellung des Hubringes mittels eines gesondert geregelten Druckes entgegen Federkraft gehalten bzw. verstellt werden muß.The disadvantage is that the position of the cam ring which determines the delivery volume held against spring force by means of a separately regulated pressure or must be adjusted.
Aufgabe der Erfindung ist es, für eine mengenregelbare Flügelzellenpumpe eine Regelanordnung zu schaffen, die mechanisch kompakt und reibungsarm ausgeführt ist und bei der die Fördermenge betriebszustandsgerecht, z. B. für die Schmierung eines Verbrennungsmotors, einstellbar ist.The object of the invention is a for a volume-adjustable vane pump To create a control arrangement that is mechanically compact and low-friction is and in which the flow rate appropriate to the operating state, for. B. for lubrication of an internal combustion engine, is adjustable.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches genannten Mittel gelöst.According to the invention this object is achieved by the in the characterizing part of Main claim mentioned means solved.
Dadurch, daß der Hubring auf einer im Gehäuse gegengelagerten schieb- und/ oder drehbaren Kurve abgestützt ist, deren Stellung für maximale Förderung ausschießlich beim Start, im abgestellten Zustand oder bei Ausfall der Regeleinrichtung von der Federkraft eingestellt ist, bestimmt im Betriebszustand allein ein vorgegebener Solldruckwert und der erreichte Ist-Druck die jeweilige Stellung des vom Druckregelkreis angesteuerten Stellgliedes und damit auch die des Hubringes, wobei das notwendige Fördervolumen der Pumpe eingestellt wird.The fact that the cam ring on a counter-mounted in the housing and / or rotatable curve is supported, its position for maximum promotion only at the start, in the parked state or in the event of failure of the Control device is set by the spring force, determined in Operating state alone a predetermined target pressure value and the actual pressure reached the respective position of the actuator controlled by the pressure control circuit and thus also that of the stroke ring, the necessary delivery volume of the pump is set.
Im Rahmen der Beschreibung werden die Merkmale der Unteransprüche zusammen mit ihren Wirkungen und Vorteilen erläutert.In the context of the description, the features of the subclaims are combined explained with their effects and advantages.
Anhand einer Zeichnung werden nachfolgend Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert.Exemplary embodiments of the invention are described below with the aid of a drawing explained.
Es zeigt:It shows:
Fig. 1 eine erfindungsgemäß ausgestaltete Flügelzellenpumpe mit Stelleinrichtung und zugehörigem Regelkreis, Fig. 1 a according to the invention embodied vane pump actuating device and the associated control loop,
Fig. 2 eine hydraulische Stelleinrichtung an eine Flügelzellenpumpe, Fig. 2 is a hydraulic actuator of a vane pump,
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäß ausgestaltete Flügelzellenpumpe 1 mit Zuge hörigem Druckregelkreis 2 gezeigt. In radialen Schlitzen 3 eines in einem Gehäuse 10 gelagerten Rotors 4 sind Flügel 5 schubbeweglich geführt angeordnet. Die äußeren Enden der Flügel 5 gleiten in der Innenkontur 6 eines umfassenden Hubringes 7, der den Förderraum 8 mit veränderlichen Förderkammern 9 bildet. Der Hubring 7 kann im Gehäuse 10 schiebbar - siehe Fig. 1 - oder einseitig in einer ortsfesten Lagerstelle 15 des Gehäuses 10 schwenkbar - siehe Fig. 2 - gelagert sein. Die veränderlichen Förderkammern 9 stehen in allgemein bekannter Weise beim Saug- und Fördervorgang mit axialen Saug- oder Druckschlitzen bzw. -taschen im Gehäuse 10 in Verbindung, nicht dargestellt.In Fig. 1, a vane pump 1 designed according to the invention with train hearing control circuit 2 is shown. In radial slots 3 of a rotor 4 mounted in a housing 10 , vanes 5 are arranged so that they can be pushed. The outer ends of the wings 5 slide in the inner contour 6 of a comprehensive cam ring 7 , which forms the delivery chamber 8 with variable delivery chambers 9 . The lifting ring 7 can be slidably mounted in the housing 10 - see FIG. 1 - or pivotable on one side in a fixed bearing 15 of the housing 10 - see FIG. 2. The variable delivery chambers 9 are connected in a generally known manner during the suction and delivery process with axial suction or pressure slots or pockets in the housing 10 , not shown.
An seinem Umfang ist der Hubring 7 einseitig gegenüber dem Gehäuse 10 abge dichtet. Dabei bildet er eine hydraulische Wirkfläche 7P, die ihn im druckbeaufschlagten Zustand auf eine Stelleinrichtung 11 mit im Gehäuse 10 gegengelagerter schieb- und/oder drehbaren Kurve 12 drückt. Der Innenbereich des Gehäuses 10 mit der Stelleinrichtung 11 ist druckentlastet. On its circumference, the cam ring 7 is sealed on one side against the housing 10 . It forms a hydraulic active surface 7 P, which presses it in the pressurized state onto an actuating device 11 with a sliding and / or rotatable curve 12 mounted in the housing 10 . The interior of the housing 10 with the actuating device 11 is relieved of pressure.
Die im Gehäuse 10 gegengelagerte dreh- und/oder schiebbare Kurve 12 ist mit einem Stellglied 13 zum Einleiten einer Dreh- und/oder Schubbewegung verbun den. An ihr greift direkt - Fig. 2 - oder indirekt - Fig. 1 - eine in Stellung maximaler Förderung wirkende Federkraft F an, die bei nicht wirksamen Stellglied 13 den Hubring 7 über die Kurve 12 in eine Stellung maximaler Förderung drängt und, wie in beiden Figuren dargestellt, hält.The opposite in the housing 10 rotatable and / or sliding curve 12 is connected to an actuator 13 for initiating a rotational and / or pushing movement. It acts directly - FIG. 2 - or indirectly - FIG. 1 - on a spring force F acting in the maximum conveying position, which, when the actuator 13 is not effective, urges the cam ring 7 via the curve 12 into a position of maximum conveying and, as in both Figures shown, holds.
Das Stellglied 13 verlagert die Kurve 12 gegenüber dem Abstützpunkt A7 des Hubringes 7 entgegen oder in Richtung der wirkenden Federkraft F in Abhängigkeit von Stellsignalen S13 eines Druckregelkreises.The actuator 13 shifts the curve 12 with respect to the support point A7 of the cam ring 7 in the opposite direction or in the direction of the acting spring force F as a function of control signals S13 of a pressure control circuit.
Das Stellglied 13 kann ein Elektromagnet, ein elektrischer, hydraulischer oder pneumatischer Stellmotor sein, dessen Ansteuerung direkt oder indirekt vom Druckregelkreis erfolgt.The actuator 13 can be an electromagnet, an electric, hydraulic or pneumatic servomotor, which is controlled directly or indirectly by the pressure control circuit.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführung weist die Stellvorrichtung 11 eine drehbare Kurve 12 auf, die über ein Zahnrad und eine vom Stellglied 13 oder der angreifenden Federkraft bewegte Zahnstange verdreht wird.In the embodiment shown in FIG. 1, the adjusting device 11 has a rotatable curve 12 which is rotated via a toothed wheel and a toothed rack moved by the actuator 13 or the spring force applied.
Die im Gehäuse 10 gegengelagerte Kurve 12 kann eine gegen die Reaktionskraft des Hubringes 7 gerichtete hydrostatische Abstützanordnung 20, z. B. eine in Fig. 2 gezeigte, mittel- oder unmittelbar vom Förderdruck beaufschlagte, segmentförmige Tasche 21, aufweisen. Vorteilhaft kann der Hubring 7 über eine Rollen- oder Kugelanordnung 23 auf der im Gehäuse 10 gegengelagerten schieb- und/oder drehbaren Kurve 12 abgestützt sein.The curve 12 mounted in the housing 10 can be a hydrostatic support arrangement 20 directed against the reaction force of the cam ring 7 , e.g. B. have a segment-shaped pocket 21 shown in FIG. 2, acted upon directly or indirectly by the delivery pressure. The cam ring 7 can advantageously be supported by means of a roller or ball arrangement 23 on the sliding and / or rotatable curve 12 mounted in the housing 10 .
Beide Gestaltungsmerkmale erzielen eine Leichtgängigkeit von dreh- oder schieb baren Kurven 12, mit der Folge, daß durch die vom Stellglied 13 aufzubringende Stellkraft zum Inbewegungbringen der Kurve 12 gering gehalten werden kann.Both design features achieve smooth movement of rotatable or pushable curves 12 , with the result that the actuating force to be applied by the actuator 13 for moving the curve 12 can be kept low.
Das vom Druckregelkreis 2 angesteuerte Stellglied 13 kann ein Differentialkolben eines Hydraulikzylinder 14 bilden, dessen Stellung in Abhängigkeit von einem Soll- Druckwert psw und dem Ist-Druck pi, z. B. an einer ausgewählten Meßstelle M im Schmierkreislauf Sk einer Brennkraftmaschine, variierbar ist.The actuator 13 controlled by the pressure control circuit 2 can form a differential piston of a hydraulic cylinder 14 , the position of which depends on a setpoint pressure value p sw and the actual pressure p i , eg. B. at a selected measuring point M in the lubrication circuit Sk of an internal combustion engine can be varied.
Der Stelldruck pst für den Hydraulikzylinder 14 kann vorteilhaft in einem Stelldruck kreis 30 in bekannter Weise mittels eines getaktet bestromten elektromagnetischen Ventils 31 in Abhängigkeit von einem Soll-Druckwert psw und dem Ist-Druck pi an der Meßstelle M im Druckkreis D erzeugt werden.The signal pressure p st for the hydraulic cylinder 14 can advantageously be generated in a signal pressure circuit 30 in a known manner by means of a pulsed electromagnetic valve 31 as a function of a desired pressure value p sw and the actual pressure p i at the measuring point M in the pressure circuit D. .
Ebenso kann das vom Druckregelkreis angesteuerte Stellglied 13 durch einen getaktet bestromten Elektromagneten gebildet werden. Das Taktverhältnis der Bestromung wird in Abhängigkeit von einem Soll-Drusckwert psw und dem momentanen Ist-Druck pi, vom Druckregelkreis 2 eingestellt.Likewise, the actuator 13 controlled by the pressure control circuit can be formed by a pulsed electromagnet. The pulse ratio of the current supply is set as a function of a set pressure value p sw and the current actual pressure p i by the pressure control circuit 2 .
Der Druckregelkreis 2 ist wie folgt aufgebaut, siehe Fig. 1. Solldrücke ps an einer ausgewählten Meßstelle M, z. B. eines Schmierkreislau fes SK, sind in einem Kennfeld 40 gespeichert und können bei Eingabe der Para meter, z. B. der Motordrehzahl n, der Last L und der Motortemperatur T, des momentanen Betriebszustandes eines Verbrennungsmotors 35, aus diesem als Soll-Druckwert psw ausgelesen werden.The pressure control circuit 2 is constructed as follows, see Fig. 1. Desired pressures p s at a selected measuring point M, z. B. a lubrication circuit fes SK, are stored in a map 40 and can be entered when entering the parameters, z. B. the engine speed n, the load L and the engine temperature T, the current operating state of an internal combustion engine 35 , can be read from this as the target pressure value p sw .
Bei einem Vergleich des ausgelesenen Soll-Druckwertes psw und des Ist-Druckes pi an der ausgewählten Meßstelle M des Schmierkreislaufes SK wird in einer Einheit 41 eine Regelabweichung RA ermittelt und einer Ansteuervorrichtung 42 zugeführt.When comparing the read target pressure value p sw and the actual pressure p i at the selected measuring point M of the lubrication circuit SK, a control deviation RA is determined in a unit 41 and supplied to a control device 42 .
Bei vorhandener Regelabweichung RA wird das Stellglied 13 über Signale S13 der Ansteuereinrichtung 42 mehr oder minder bzw. zum Erreichen einer veränderten Stellung angesteuert und die mit ihm verbundene Kurve 12 entsprechend verlagert, wobei der Hubring 7 für eine Mehr- oder Minderförderung eingestellt wird. Dies erfolgt, bis der Öldruck an der ausgewählten Meßstelle M im Schmierkreislauf SK dem betriebszustandsabhängigen, aus dem Kennfeld 40 ausgelesenen, Soll- Druckwert psw entspricht.If there is a control deviation RA, the actuator 13 is controlled more or less via signals S13 of the control device 42 or to reach a changed position, and the curve 12 connected to it is shifted accordingly, the cam ring 7 being set for more or less conveyance. This takes place until the oil pressure at the selected measuring point M in the lubrication circuit SK corresponds to the operating pressure-dependent setpoint pressure value p sw which is read from the characteristic diagram 40 .
Claims (7)
- - in radialen Schlitzen eines Rotors sind Flügel schubbeweglich geführt angeord net,
- - die äußeren Enden der Flügel gleiten in einem den Förderraum umfassenden Hubring,
- - der Hubring ist in einem Gehäuse schiebbar oder einseitig in einer ortsfesten Lagerstelle des Gehäuses schwenkbar gelagert und wobei ihn im stehenden Zustand des Rotors eine Federkraft in eine Stellung maximaler Förderung drängt,
- - der Hubring bildet einseitig eine hydraulische Wirkfläche, die ihn im druckbeaufschlagten Zustand in seine Stellung - Null-Förderung - entgegen der Federkraft drängt,
- - In radial slots of a rotor, vanes are guided in a shearable manner,
- the outer ends of the wings slide in a cam ring encompassing the delivery chamber,
- the cam ring is slidable in a housing or pivoted on one side in a fixed bearing point of the housing and a spring force urges it into a position of maximum conveyance when the rotor is stationary,
- - The cam ring forms a hydraulic effective surface on one side, which presses it into its position in the pressurized state - zero delivery - against the spring force,
- - ein Kennfeld (40) für betriebszustandsabhängige Solldruckwerte (psw ) für eine oder mehrere ausgewählte Meßstellen (M) des Schmierkreislaufes (Sk), die betriebszustandsabhängig abrufbar sind,
- - eine Einheit (41), der Signale des jeweiligen Solldruckwertes (psw) und des momentanen Ist-Druckes (pi) anliegen und ein Signal der Regelabweichung (RA) bildet,
- - eine Ansteuereinrichtung (42), die entsprechend des Signals der Regelabwei chung (RA) die Wirkrichtung des Stellgliedes (13) einstellt.
- a map ( 40 ) for operating pressure-dependent setpoint values (p sw ) for one or more selected measuring points (M) of the lubrication circuit (Sk), which can be called up depending on the operating condition,
- - a unit ( 41 ) which receives signals of the respective target pressure value (p sw ) and the current actual pressure (p i ) and forms a signal of the control deviation (RA),
- - A control device ( 42 ), the direction of action of the actuator ( 13 ) adjusts according to the signal of the rule deviation (RA).
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