DE2312873A1 - Rotationskolbenpumpe, insbesondere fuer servolenkungen - Google Patents

Rotationskolbenpumpe, insbesondere fuer servolenkungen

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DE2312873A1 DE19732312873 DE2312873A DE2312873A1 DE 2312873 A1 DE2312873 A1 DE 2312873A1 DE 19732312873 DE19732312873 DE 19732312873 DE 2312873 A DE2312873 A DE 2312873A DE 2312873 A1 DE2312873 A1 DE 2312873A1
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    • F04C15/06Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04C2/344Rotary-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
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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. %' ? ^ 1 ?R 7 "3
    Patentansprüche 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 5146
    9.3.1973 409839/0086
    T-PA fa-hg
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