DE2312873A1 - Rotationskolbenpumpe, insbesondere fuer servolenkungen - Google Patents
Rotationskolbenpumpe, insbesondere fuer servolenkungenInfo
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- F04C2/34—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members
- F04C2/344—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
- F04C2/3446—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member the inner and outer member being in contact along more than one line or surface
Description
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN Aktiengesellschaft Friedrichshafen
Rotationskolbenpumpe, insbesondere für Servolenkungen
Die Erfindung betrifft eine Rotationskolbenpumpe, insbesondere für Servolenkungen, mit einem in einem Gehäuse
zwischen zwei Stirnplatten gelagerten Kurvenring, einem darin angeordneten, radial bewegliche Arbeitsschieber
aufweisenden, zylindrischen Rotor und mit einer axial im Bereich des Kurvenringes angeordneten, mit einer Zuströmöffnung
versehenen Ansaugkammer, welche mit durch den Kurvenring und den Rotor zwischen den Arbeitsschiebern gebildeten
Zellen über in den beiden Stirnplatten angeordnete Saugtaschen in Verbindung steht.
Es ist eine derartige Rotationskolbenpumpe bekannt (US-PS 3 253 548), bei der eine ringförmige Ansaugkammer
den Kurvenring auf der ganzen Länge seines Umfanges vollkommen umschließt. Bei anderen bekannten derartigen Pumpen
ist der Kurvenring ebenfalls gänzlich an seiner äußeren Mantelfläche von einer ringförmigen Ansaugkammer umgeben
(DT-OS 1 553 282, DT-OS 1 553 290 und US-PS 3 207 077).
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Bei allen diesen bekannten Ausführungen strömt das Druckmittel von der Zuströmöffnung über die ringförmige
Ansaugkammer zu den Ansaugtaschen der Stirnplatten. Teile des Druckmittels strömen an den Ansaugtaschen vorbei und
treffen auf die im weiteren Verlauf der ringförmigen Ansaugkammer stehende Druckmittelsäule auf. Durch diesen
Aufprall ist eine harmonische Umlenkung des Druckmittels in die Saugtaschen nicht möglich, da das Druckmittel eine
starke Verwirbelung erfährt. Eine Folge dieser Wirbelbildung ist ein entsprechender Druckverlust, so daß eine ausreichende
Füllung der Pumpe bei höheren Drehzahlen nicht gewährleistet ist. Zur Vermeidung von Kavitatxonsschäden
und Erreichung eines niederen Geräuschpegels ist jedoch eine vollständige Füllung unbedingt erforderlich.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Ansaugwege des Druckmittels von der Zuströmöffnung ir. die von Kurvenring
und Rotor zwischen den Arbeitsschiebern gebildeten Zellen derart auszubilden, daß ein möglichst verlustfreier Obergang
des Druckmittels aus der Ansaugkammer in die Zellen erreicht wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung darin, daß die Ansaugkammer den Kurvenring, ausgehend von der Zuströmöffnung
bis zu den Saugtaschen der Stirnplatten, teilringförmig umgibt und an ihren Enden leitschaufelartig ausgebildet
ist.
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Die weiteren Merkmale der Erfindung sind den Patentansprüchen
zu entnehmen. Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine Rotationskolbenpumpe mit den erfindungsgemäßen Merkmalen im Längsschnitt nach der
Linie I-I in Fig. 2,
Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II in
Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt in einer Abwicklung der Ansaugkammer nach der Linie III-III in Fig. 2,
Fig. 4 einen Teilschnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 2,
Fig. 5 einen Querschnitt durch eine Rotationskolbenpumpe bisher bekannter Bauart,
Fig. 6 in einem Diagramm die Abhängigkeit zwischen dem Ansaugdruck und der Drehzahl der Pumpe '
bei verschiedenen Pumpenausführungen.
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In einem Gehäuse 1 ist ein Kurvenring 2 zwischen zwei Stirnplatten 3 und 4 konzentrisch mit diesen gelagert. Ein
Stift 5 sichert den Kurvenring 2 und die beiden Stirnplatten und 4 gegen Verdrehen. In dem Kurvenring 2 ist ein mit einer
Antriebswelle 6 verbundener, zylindrischer Rotor 7 angeordnet. In Schlitzen des Rotors 7 sind Arbeitsschieber bzw. Flügel 8
radial beweglich geführt. Zwischen der zweiten Stirnplatte 4 und einem Deckel 9 wird in dem Gehäuse 1 eine Druckkammer 10
mit einer Auslaßöffnung 11 gebildet.
Eine Ansaugkammer 12 ist in dem Gehäuse 1 in axialer Richtung im Bereich des Kurvenringes 2 angeordnet und weist
eine Zuströmöffnung 13 auf. Zwischen der Auslaßöffnung 11 und der Zuströmöffnung 13 ist in an sich bekannter Weise
ein Strombegrenzungsventil angeordnet, über das bei steigender
Drehzahl der nicht dem Verbraucher zugeführte Teil des Druckmittelstromes über die Zuströmöffnung 13 der Ansaugkammer
12 zugeführt wird (das Strombegrenzungsventil ist als nicht erfindungswesentliches Bauelement zur Vereinfachung
der Zeichnung nicht dargestellt).
Die Ansaugkammer 12 ist teilringförmig ausgebildet und endet, ausgehend von der Zuströmöffnung 13, jeweils an zwei
Saugtaschen 14 und 15, die in den an den Kurvenring 2 an-
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grenzenden Stirnselten der Stirnplatten 3 und 4 angeordnet
sind. Die Saugtaschen 14 und 15 sind symmetrisch zu der Zuströmöffnung 13 angeordnet. Die Ansaugkammer 12 reicht in
ihrer axialen Ausdehnung über den Bereich des Kurvenringes hinaus bis in den Bereich der Stirnplatten 3 und 4, so daß
das Druckmittel von der Ansaugkammer 12 direkt in die Saugtaschen 14 und 15 und weiter in die zwischen den Arbeitsschiebern 8 im Innern des Kurvenringes 2 gebildeten Zellen
strömt.
Der Kurvenring 2 wird im Gehäuse 1 durch ein an der Zuströmöffnung
13 liegendes Zentriersegment 17 und durch ein. am Umfang des Kurvenringes 2 außerhalb der teilringförmigen
Ansaugkammer 12 liegendes Gehäusestück 18 zentriert. Das
Zentriersegment 17 ist als Stromteilnase stromlinienförmig ausgebildet, teilt den Druckmittelstrom aus der Zuströmöffnung
13 wirbelfrei und führt ihn ohne wesentliche Druckverluste den beiden Teilen 12A und 12B der Ansaugkammer 12 zu.
Die Ansaugkammer 12 ist an ihren Enden leitschaufelartig ausgebildet. Die Leitschaufelform 19 findet in den mit den
Enden der Ansaugkammer 12 zusammenwirkenden radial angeordneten Begrenzungsflächen 2O der Saugtaschen 14 und 15 eine
Fortsetzung (Fig. 2).
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An den Enden der beiden Teile -12A und 12B der teilringförmigen
Ansaugkammer 12 ist in Umfangsrichtung des Kurvenringes
2 in Kammermitte je eine Stromteilnase 21 bzw. 22 angeordnet (Fig. 3). An diesen Stromteilnasen 21 und 22 werden
die Druckmittelströme der Teile 12A und 12B der Ansaugkammer 12 wirbelfrei aufgeteilt in je zwei Teilströme, die zuerst
über die Breite des Kurvenringes 2 in axialer Richtung, dann durch die leitschaufelartige Ausbildung der Enden der Ansaugkammer
12 in radialer Richtung in die Saugtaschen 14 und 15 und von dort in die Zellen 16 umgelenkt werden (Fig.
und Fig. 4).
. Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch eine Rotationskolbenpumpe bisher bekannter Bauart. Die Ansaugkammer umschließt
den Kurvenring vollkommen. Die Pfeile zeigen - ebenso wie in den anderen Figuren - die Strömungsrichtung des Druckmittels
an. Am Einlaß zu den Saugtaschen sind die Wirbel dargestellt, die durch den Aufprall des Druckmittels auf
die im oberen Teil der Ringkammer stehende Druckmittelsäule entstehen.
Einen Vergleich der erfingungsgemäßen Pumpe mit einer Pumpe bekannter Bauart zeigt Fig. 6. In der unterbrochenen
Linie 23 ist der Verlauf des Ansaugdruckes der Pumpe in Abhängigkeit von der Pumpendrehzahl für eine Pumpe bekannter
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Bauart dargestellt. Die durchgezogene Kennlinie 24 für die erfindungsgemäße Pumpe zeigt deutlich den Druckgewinn gegenüber der unterbrochenen Linie. Der Druckgewinn nimmt mit
steigender Drehzahl zu. Das Diagramm ist für einen mittleren Betriebsdruck von 50 bar dargestellt.
Aus diesen Diagramm ist der mit der Erfindung erzielbare Vorteil klar ersichtlich. Durch die strömungsgünstige Ausbildung der Druckmittelführung von der Zuströmöffnung in die
Saugzellen der Pumpe und vor allem durch die Reduzierung der Ansaugkammer auf einen Teilbereich des Umfanges des Kurvenringes wird infolge der geringen Verwirbelung ein Druckverlust im Ansaugbereich der Pumpe vermieden. Durch den so erreichten Druckgewinn wird eine ausreichende Füllung der Pumpe
gewährleistet und die sonst bei höheren Drehzahlen auftretende Kavitation mit störenden Geräuschen und die damit auftretenden
Folgeschäden werden vermieden.
Akte 5146
9.3.1973
T-PA fa-hg
409839/0086
Claims (1)
- %' ? ^ 1 ?R 7 "3Patentansprüche Z.OIZO/O/ 1J Rotationskolbenpumpe, insbesondere für Servolenkungen, mit einem in einem Gehäuse zwischen zwei Stirnplatten gelagerten Kurvenring, einem darin angeordneten, radial bewegliche Arbeitsschieber aufweisenden, zylindrischen Rotor und mit einer axial im Bereich des Kurvenringes angeordneten, mit einer Zuströmöffnung versehenen Ansaugkammer, welche mit durch den Kurvenring und den Rotor zwischen den Arbeitsschiebern gebildeten Zellen über in den beiden Stirnplatten angeordnete Saugtaschen in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugkammer (12) den Kurvenring (2) , ausgehend von der Zuströmöffnung (13) bis zu den Saugtaschen (14 und 15) der Stirnplatten (3 und 4), teilringförmig umgibt und an ihren Enden leitschaufelartig ausgebildet ist.2. Rotationskolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden der teilringförmigen Ansaugkammer (12) in ümfangsrichtung des Kurvenringes (2) in Kammermitte je eine Stromteilnase (21 und 22) angeordnet ist.3. Rotationskolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Enden der Ansaugkammer (12) zusammenwirkenden Begrenzungsflächen (20) der Saugtaschen (14 und 15) der Stirnplatten (3 und 4) eine radiale Fortsetzung der leitschaufelartig ausgebildeten Endflächen der teilringförmigen Ansaugkammer (12) bilden.Akte 51469.3.1973 409839/0086T-PA fa-hg
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