DE19837275C2 - Mengenregelbare Flügelzellenpumpe - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft mengenregelbare Flügelzellenpumpen, bei denen in radialen Schlitzen eines Rotors Flügel schubbeweglich geführt angeordnet sind und die äußeren Enden der Flügel in einem den Förderraum umfassenden Hubring gleiten. 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 druckbeaufschagten Zustand in seine Stellung - Null-Förderung - entgegen der Federkraft drängt. DOLLAR A Es wird die Aufgabe gelöst, für derartige Flügelzellenpumpen eine Regelanordnung zu schaffen, die mechanisch kompakt und reibungsarm ausgeführt und bei der die Fördermenge betriebszustandsgerecht, z. B. für die Schmierung eines Verbrennungsmotors, einstellbar ist. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist der Hubring (7) auf einer im Gehäuse (10) gegengelagerten schieb- und/oder drehbaren Kurve (12) abgestützt und mittels eines von einem Druckregelkreis angesteuerten Stellgliedes (13) entgegen Federkraft (F) verlagerbar. In weiterer Ausgestaltung ist das Stellglied (13) erfindungsgemäß von einem Druckregelkreis (2) angesteuert, der ein Kennfeld (40) für betriebszustandsabhängige Solldruckwerte (p¶sw¶) für eine oder mehrere ausgewählte Meßstellen (M) des Schmierkreislaufes (SK), die betriebszustandsabhängig abrufbar sind, aufweist. Dabei ist eine Einheit (41), der ...

Description

Die Erfindung betrifft eine mengenregelbare Flügelzellenpumpe gemäß dem Ober­ begriff des Hauptanspruches.

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.

Nachteilig ist, daß die das Fördervolumen bestimmende Stellung des Hubringes mittels eines gesondert geregelten Druckes entgegen Federkraft gehalten bzw. verstellt werden muß.

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.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches genannten Mittel gelöst.

Dadurch, daß der Hubring auf einer im Gehäuse gegengelagerten schieb- und/ oder drehbaren Kurve abgestützt ist, deren Stellung für maximale Förderung ausschließlich 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.

Im Rahmen der Beschreibung werden die Merkmale der Unteransprüche zusammen mit ihren Wirkungen und Vorteilen erläutert.

Anhand einer Zeichnung werden nachfolgend Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert.

Es zeigt: Fig. 1 eine erfindungsgemäß ausgestaltete Flügelzellenpumpe mit Stelleinrichtung und zugehörigem Regelkreis,

Fig. 2 eine hydraulische Stelleinrichtung an eine Flügelzellenpumpe,

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.

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.

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.

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.

Das Stellglied 13 kann ein Elektromagnet, ein elektrischer, hydraulischer oder pneumatischer Stellmotor sein, dessen Ansteuerung direkt oder indirekt vom Druckregelkreis erfolgt.

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.

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.

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.

Das vom Druckregelkreis 2 angesteuerte Stellglied 13 kann ein Differentialkolben eines Hydraulikzylinder 14 bilden, dessen Stellung in Abhängigkeit von einem Soll- Druckwert p_SW und dem Ist-Druck p_I, z. B. an einer ausgewählten Meßstelle M im Schmierkreislauf SK einer Brennkraftmaschine, variierbar ist.

Der Stelldruck p_ST 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 p_SW und dem Ist-Druck p_I an der Meßstelle M im Druckkreis D erzeugt werden.

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 p_SW und dem momentanen Ist-Druck p_I, vom Druckregelkreis 2 eingestellt.

Der Druckregelkreis 2 ist wie folgt aufgebaut, siehe Fig. 1.

Solldrücke p_S 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 p_sw ausgelesen werden.

Bei einem Vergleich des ausgelesenen Soll-Druckwertes p_SW und des Ist-Druckes p_I an der ausgewählten Meßstelle M des Schmierkreislaufes SK wird in einer Einheit 41 eine Regelabweichung RA ermittelt und einer Ansteuervorrichtung 42 zugeführt.

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 p_SW entspricht.

Claims (7)

1. Mengenregelbare Flügelzellenpumpe mit folgenden Merkmalen:

• - in radialen Schlitzen eines Rotors sind Flügel schubbeweglich geführt angeordnet,
• - 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 von einem Stellglied einstellbar, wobei ihn jedoch 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,

durch gekennzeichnet, dass der Hubring (7) auf einer im Gehäuse (10) gegengelagerten schieb- und/ oder drehbaren Kurve (12) abgestützt ist und mittels eines von einem Druckregelkreis angesteuerten Stellgliedes (13) entgegen Federkraft (F) verlagerbar ist.

2. Mengenregelbare Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im Gehäuse (10) gegengelagerte Kurve (12) eine hydrostatische Abstützanordnung (20) aufweist, die mittel- oder unmittelbar vom Förderdruck beaufschlagt ist.

3. Mengenregelbare Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1 oder beiden vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubring (7) auf der im Gehäuse (10) gegengelagerten schieb- und/ oder drehbaren Kurve (12) über eine Rollen- oder Kugelanordnung (23) abgestützt ist.

4. Mengenregelbare Flügelzellenpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das vom Druckregelkreis (2) angesteuerte Stellglied (13) ein Hydraulikzylinder (14) ist, dessen Stelldruck (P_St) in Abhängigkeit von Solldruckwert (p_SW) und Ist-Druck (p_I) im Druckkreis bestimmt ist.

5. Mengenregelbare Flügelzellenpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stelldruck (P_St) in einem Staudruckkreis (30) mittels eines getaktet bestromten elektromagnetischen Ventils (31) in Abhängigkeit von Solldruck­ wert (p_SW) und Ist-Druck (p_I) im Druckkreis einstellbar ist.

6. Mengenregelbare Flügelzellenpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das vom Druckregelkreis (2) angesteuerte Stellglied (13) ein getaktet bestromter Elektromagnet ist, wobei das Taktverhältnis der Bestromung in Abhängigkeit von Solldruckwert (p_SW) und Ist-Druck (p_I) im Druckkreis bestimmt ist.

7. Mengenregelbare Flügelzellenpumpe, nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (13) für die Mengenregelung von einem Druckregelkreis (2) angesteuert ist, der folgende Baugruppen enthält:

• - ein Kennfeld (40) für betriebszustandsabhängige Solldruckwerte (p_SW) für eine oder mehrere ausgewählte Messstellen (M) des Schmierkreislaufes (SK), die betriebszustandsabhängig abrufbar sind,
• - eine Einheit (41), an der Signale des jeweiligen Solldruckwertes (p_SW) und des momentanen Ist-Druckes (P_I) eingangsseitig anliegen und ein Signal der Regelabweichung (RA) bildet,
• - eine Ansteuereinrichtung (42), die entsprechend des Signals der Regelabweichung (RA) die Wirkrichtung des Stellgliedes (13) einstellt.