DE2735824A1

DE2735824A1 - Fluegelzellenpumpe, insbesondere zur lenkhilfe

Info

Publication number: DE2735824A1
Application number: DE19772735824
Authority: DE
Inventors: Heinz Krueger; Heinz Teubler
Original assignee: Vickers Bad Homburg Vdh Zweigniederlassung Der Sperry Rand GmbH; VICKERS SPERRY RAND GmbH
Current assignee: LuK Fahrzeug Hydraulik GmbH and Co KG
Priority date: 1977-08-09
Filing date: 1977-08-09
Publication date: 1979-03-01
Also published as: FR2400126A1; SE7808464L; FR2400126B1; JPS5429105A; DE2735824C2; IT1097777B; IT7826233A0; GB2002454B; GB2002454A

Description

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Patentconsult RededcestraSe 43 SOCO München 60 Telefon (Oa?) 885'.03/EC5604 Telex 05'¹2 313 TolpQrömnie I't.lPnlconsull Patentconsult Sonnpnberger Straße 43 6200 Wiesbaden lelcion (06Ί21) M2943/541998 Telex 04-1P6 237 Telegramme PiiiGntconsiill Vickers-Bad Homburg v.d.H«

Zweigniederlassung der Sperry Rand Corporation

Postfach 2327

Bad Homburg v.d.H.

Flügelzellenpumpe, insbesondere zur Lenkhilfe

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flügelzellenpumpe, insbesondere zur Lenkhilfe, nach den Merkmalen a, b, c, d des Oberbegriffs des Anspruches 1.

Flügelzellenpumpen werden zur Lieferung von Drucköl in Kraftfahrzeugen eingesetzt und müssen auch bei sehr niedrigen Temperaturen in der Lage sein, das Öl zu fördern. Wünschenswert ist es, daß die Förderung bereits bei relativ niedrigen Drehzahlen der Antriebsmaschine, d.h., in der Größenordnung von 500 Umdrehungen pro Minute, einsetzt. Bei höheren Drehzahlen reicht die Fliehkraft aus, die im Rotor verschieblichen Flügel nach außen gegen den Konturring zu drängen, so daß ein genügender Förderdruck erzeugt wird, das bei niedrigen Temperaturen hochviskose öl zu fördern. Die Viskosität des zu fördernden Öls liegt bei -40°C im Bereich von etwa 8000 bis 40.000 cst.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flügelzellenpumpe, insbesondere zur Lenkhilfe so auszubilden, daß sie bei

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München: R. Kramar Dipl.-Ing . W. Weser Oipl.-Phys. Dr. rer. nat. ■ P. Hirsch Dipl.-Ing. . H. P. Brehm Dipl.-Chem. Dr. phil. nat. Wiesbaden: P. G. Blumbach Dipl.-Ing. · P. Bergen Dipl. Ing. Dr. jur. · G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.

den angegebenen niedrigen Temperaturen das Öl auch schon bei relativ niedrigen Drehzahlen im Bereich von 500 Umdrehungen pro Minute zu fördern imstande ist.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Gehäuse im Bereich Jeder Einlaßöffnung eine Nische zur Aufnahme einer zusätzlichen ölmenge aufweist.

Die Erfindung beruht auf folgender Grundlage: Vor Eintritt der tiefen Temperatur hat die Flügelzellenpumpe bei Betriebstemperatur gearbeitet, wobei die Flügel an dem Konturring anliegen. Wenigstens ein Teil der Flügel liegt deshalb auch beim Kaltstart an der Innenwandung des Konturringes an. Beim Start wird deshalb jedenfalls eine bestimmte, wenn auch kleine ölmenge gefördert. Der Erfinder hat erkannt, daß die initiierte Förderung fortgesetzt werden kann, wenn nur genügend öl in die Arbeitsräume nachströmt, d.h., die Füllung der Arbeitsräume auch bei relativ niedrigem Druckgefälle gelingt. Im Bereich der Einlaßöffnungen zu den Arbeitsräumen sind deshalb Nischen in dem Gehäuse angebracht, die einen ölvorrat beherbergen, der ohne größeres Druckgefälle in die wandernden Arbeitsräume gesaugt werden kann, überraschenderweise genügt es, eine relativ bescheidene ölmenge anfänglich zu fördern, um die kontinuierliche Förderung in Gang zu setzen, also gewissermaßen auszulösen.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:

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Fig. 1 einen vertikalen Querschnitt durch eine Flügelzellenpumpe ;

Fig. 2 einen vertikalen Längsschnitt durch die Flügelzellenpumpe ;

Fig. 3 eine Einzelheit gemäß einem horizontalen Längsschnitt durch die Flügelpumpe; und

Fig. 4 Pumpenförderdiagramme.

Die Flügelzellenpumpe weist ein topfförmiges Gehäuse mit einem Innenraum 1a auf, der durch einen Deckel 2 verschlossen ist. In diesem Innenraum sitzen, gehäusefest angeordnet, zwei Wangenplatten 3, 4 und ein Konturring 5, und zwar sind diese Teile mittels Stifte 6 drehgesichert. Innerhalb des Konturringes 5 und zwischen den Wangenplatten 3, 4 ist ein Rotor 7 angeordnet, der eine Reihe von radialen Führungsschlitzen 7a besitzt. Innerhalb dieser Führungsschlitze 7a sind Flügel 8 radial verschieblich gelagert. Der Rotor 7 ist über eine Welle 9 antreibbar, die in einer Lagerbohrung sitzt, die gegenüber dem Deckel 2 angebracht ist. Der Rotor 7 ist zylindrisch geformt, während der Konturring einen etwa ovalen Innenumriß aufweist, dessen kleine Achse etwa dem Durchmesser des Rotors 7 entspricht, während die große Achse die Auszugslänge der Flügel 8 bestimmt. Auf diese Weise liegen zwischen dem Konturring 5 und dem Rotor 7 zwei sichelförmige Räume 11 und 12, die von den Flügeln 8 in eine Anzahl von Arbeitsräumen 11a bis 11d bzw. 12a bis 12d unterteilt werden. Wie ersichtlich, ist der Arbeitraum 11b bzw.

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12b größer als der Arbeitsraum 11a, 12a, so daß man sich bei der eingezeichneten Drehrichtung auf der Saugseite des Systems befindet, während sich die Arbeitsräume 11c, 12c zu den Arbeitsräumen 11d, 12d verschmälern, so daß dort die Druckseite des Systems anzutreffen ist. Die Wangenplatte 3 weist deshalb zwei sich gegenüberstehende nierenförmige Einlaßöffnungen 13, 14 auf, die einen Teil des Saugkanals bilden, der bei 15 beginnt. Der Kanal 15 trifft auf einen etwa radial laufenden Kanal 16, der in den Innenraum 1a des Gehäuses einmündet, wobei zwischen dem Außenumfang des Konturringes 5 sowie der Wangenplatte 3 ein ringförmiger Raum 17 verbleibt, der entlang von Schrägflächen des Konturringes in die nierenförmigen Einlaßöffnungen 13 bzw. 14 übergeht. . Im Bereich dieses Überganges sind in dem Gehäuse 1 nierenförmige Nischen 18, 19 vorgesehen, die ein bestimmtes Quantum an öl aufnehmen können.

Winkelmäßig versetzt zu den Einlaßöffnungen 13, 14 sind in der Wangenplatte 4 zwei nierenförmige Auslaßöffnungen 21, 22 vorgesehen, die in einen Druckraum 23 münden, der zwischen dem Deckel 2 und der Wangenplatte 4 liegt. In dem Druckraum 23 ist ferner eine Kegelfeder 24 untergebracht, die die Wangenplatte 4 in dichtender Anlage gegen den Rotor 7 und diesen gegen die Wangenplatte 3 preßt. Von einem Kanal 25 zweigt ein Querkanal 26 zum Auslaß ab. Zwischen den Kanälen 25 und 16 ist ein Kurzschlußventil 28 angeordnet, welches bei einem einstellbaren Druck einen Uberströmweg öffnet, um den von der

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Pumpe gelieferten Förderstrom unabhängig von der Drehzahl zu machen.

Die in der Zeichnung dargestellte Flügelzellenpumpe wird in dem Fahrzeug so angebracht, daß die Achse des Rotors 7 waagerecht angeordnet ist. Die Flügel 8 im Bereich des sichelförmigen Raumes 12 sind deshalb beim Kaltstart in Anlage an dem Konturring 5, während die Flügel im Bereich des anderen sichelförmigen Raumes 11 infolge Schwerkraft nach innen gewandert sind. Die anfängliche Förderung ist deshalb sehr gering, es wird aber etwas Druck aufgebaut, der an den inneren Schlitz· enden 7a wirksam ist und die Flügel 8 nach außen drängt. Die inneren Schlitzenden 7a stehen nämlich Über eine Ringnut 3a der Wangenplatte 3 miteinander und über Kanäle 29, 30 (Fig. 3) in der Wangenplatte 4 mit der Druckseite in Verbindung, so daß die Flügel durch Druckbeaufschlagung von innen her nach außen wandern. Da das Ol beim Kaltstart sehr zäh ist, wird es von dem Rotor mitgenommen, auch wenn die Flügel nicht vollständig ausgefahren sind. Wegen der hohen Zähigkeit des Öls beim Kaltstart verbleibt der von der Pumpe erzeugte Druck gewissermaßen länger in der Pumpe, da die Fortpflanzung zum Verbraucher gehemmt ist, und auch dieser Umstand fördert das Ausfahren der Flügel 8. Auf diese Weise erklärt es sich, daß durch eine geringe zur Verfügung stehende ölmenge in den Nischen 18, 19 gewissermaßen eine Initialzündung für die Förderung der Pumpe bereitgestellt ist. Die Nischen 18, 19 brau-

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NACHEEREICHT

chen nicht besonders groß zu sein, bei einem Rotordurchmesser von 40 mm war die Tiefe der Nischen 12 bis 15 mm und die mittlere Länge betrug 25 mm.bei einer Breite von 10 bis 15 min. Bei der dargestellten Anordnung der Nischen 18, 19 auf gleicher Höhe liegen die Scheitel der sichelförmigen Räume 11, 12 in einem Winkel von etwa 45° zur Waagerechten, wie sich aus Fig. 1 ergibt.

In dem Diagramm nach Fig. 4 ist der Druck P in bar über der Pumpendrehzahl bzw. der Zeit ab Start aufgetragen. Das verwendete öl hatte die Bezeichnung BP Hydraulik TF-DB, dessen Viskosität bei 50°C = 28 cSt beträgt. Die Pumpe samt öl wurde etwa einen Tag lang auf -40°C gekühlt. Die einzelnen Kurven zeigen, daß etwas vor 500 U/Min, eine anfängliche Förderung einsetzt, hinter der zwar ein gewisser Fördereinbruch vorkommen kann, jedoch führt der Einbruch nicht zum totalen Aussetzen der Förderung.

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Leerseite

Claims

BLUMBACM · WCSuI · SENGEN · ΚΓ:ΑΜΞΡ ZW!r-:NL"R · KiRoCH · BREHM PATEN1ANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN PdlcnSco.nsull Rado<kestraCe 43 SOOO München 60 Telefon (0S9) E8 30 03 / 88 .V. U-1 Telex 05-712313 Telegramme Pcitcnlconsull Patcnlconsult Sonncnbc-igw SKoOe <3 6ΧΌ Wiesbaden Telelon (0&121) 562943/541998 Tt'lex 0-1-1B4237 Telegramme Palcnlconswll Vickcrs-Bad Homburg v.d.H. Zweigniederlassung der Sperry Rand Corporation Postfach 2327 Bad Homburg v.d.H. Patentansprüche

1. Flügelzellenpumpe, insbesondere zur Lenkhilfe, mit folgendem Aufbau:

a) in einem Gehäuse mit Saug- und Druckkanälen sind ein Konturring und zwei Wangenplatten gehalten, die einen Rotor mit radial verschieblichen Flügeln einschließen;

b) zwischen dem Konturring und dem Rotor liegen sichelförmige Räume, die von den Flügeln in wandernde Arbeitsräume verteilt werden und in deren Erweiterungsbereich (in Pumpendrehrichtung gesehen) der Saugkanal mündet, sowie aus deren Verengungsbereich der Druckkanal abzweigt j

c) der Saugkanal durchdringt die eine Wangenplatte mit ein erder Anzahl der sichelförmigen Räume entsprechend der Anzahl von Einlaßöffnungen und der Druckkanal durchdringt die andere Wangenplatte mit einer entsprechenden Anzahl von Auslaßöffnungen;

gekennzeichnet durch folgende Maßnahmen:

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München: R. Kiamer Dipl.-Ing. . W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nal. · P. Hirsch Dipl.-lng. . H. P. Brehm Dipl.-Chem. Dr. phil. nal. Wiesbaden: P.G. Bluinbadi Pipl.-ing. . P.Bergon Dipl.-Ing. Dr. jur. · G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.

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d) das GeIiίΐuse (i) weist im Bereich Jeder Einlaßöffnung (I3f 14) eine Nische (18, 19) zur Aufnahme einer zusätzlichen Ölmenge auf.

2. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Rotors (7) waagrecht angeordnet ist.

3. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei sich diametral gegenüberstehende sichelförmige Räume (11, 12) vorgesehen sind, deren Scheitel in einem Winkel von etv/a 45° zur Waagrechten liegen, und daß die Nischen (18, 19) auf gleicher Hohe angeordnet sind.

4. Flügelzellenpunpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3_f dadurch gekennzeichnet, daß die Nische (18, 19) nierenförmig ausgebildet ist, eine Länge von etwa 0,6 Rotordurchmesser sowie eine Breite und Tiefe von etwa 0,3 Rotordurchmesser.

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