DE3134150A1

DE3134150A1 - Fluegelpumpe

Info

Publication number: DE3134150A1
Application number: DE19813134150
Authority: DE
Inventors: Masanori Sagamihara Kanagawa Kouda; Shigetoshi Machida Tokyo Kumazaki; Kiyouiti Ebina Kanagawa Sugizaki
Original assignee: Atsugi Motor Parts Co Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 1981-03-02
Filing date: 1981-08-28
Publication date: 1982-09-16
Also published as: FR2500889A1; GB2093916B; FR2500889B1; GB2093916A

Description

Flügelpumpe

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flügelpumpe , die sich insbesondere zum Einsatz in einer Servolenkung für Kraftfahrzeuge eignet.

Bei den herkömmlichen Flügelpumpen für die Servolenkung von Kraftfahrzeugen tritt beim Ansaugen von Fluid in die Pumpe oftmals noch ein Hohlsog und damit eine erhebliche Geräuschentwicklung sowie eine Temperaturerhöhung des Fluids auf, aufgrund des in der Ansaugseite entstehenden Vakuums.

Außerdem ist bei herkömmlichen Flügelpumpen die Kurvenwand üblicherweise derart ausgestaltet, daß sie zum Anschluß an das Vorderteil oder Rückteil in einem Kurvenwandgehäuse aufgenommen ist, das am Vorderteil oder Rückteil vorgesehen ist, so daß derartige Flügelpumpen schwer und,großräumig sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Flügelpumpe zu schaffen, bei der die Hohlsogbildung und damit die Geräuschentwicklung vermieden ist, ohne daß die Temperatur des Fluids ansteigt und die und die von einfachem Aufbau ist, so daß die Abmessungen und das Gewicht verringert, sind.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen; vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Bei der erfindungsgemäßen flügelpumpe ist also einlaßseitig ein zusätzliches Laufrad vorgesehen zur Druckerhöhung für das in die Flügelpumpe gelangende Fluid, wodurch die Hohl-

sogbildung und damit die Geräuscherzeugung wirksam verhindert wird. Zusätzlich weist die erfindungsgemäße Flügelpumpe eine zwischen dem Vorderteil und dem Rückteil mittels Bolzen eingesetzte Kurvenwand auf, für die kein zusätzliches Kurvenwandgehäuse erforderlich ist, wodurch die Abmessungen und das Gewicht verringert werden.

Im folgenden wird die Flügelpumpe anhand der Zeichnung näher erläutert, in der vorteilhafte Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Es zeigen:

Figur 1 einen Querschnitt durch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Flügelpumpe ;
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Figur 2 eine Vorderansicht entlang der Linie II-II von Figur 1 mit einer Darstellung der Kurvenwand;

Figur 3 eine .Vorderansicht entlang der Linie III-III von . Figur 1 mit einer Darstellung des Rückteils;

Figur 4 eine Vorderansicht entlang der Linie IV-IV von Figur 1 mit einer Darstellung des Rückteils;

Figur 5 eine Vorderansicht entlang der Linie V-V von

Figur 1 mit einer Darstellung des Vorderteils; und

Figur 6 eine Vorderansicht entlang der Linie VI-VI von Figur 1 mit einem Querschnitt durch das Vorder

teil.

Das in den Figuren 1 bis 6 dargestellte vorteilhafte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Flügelpumpe eignet sich insbesondere zur Betätigung der Servolenkung eines Kraftfahrzeuges.
■ In den Figuren ist .mit 1 die Flügelpumpe selbst bezeichnet, mit 2 eine Antriebswelle , die von einem nicht dargestellten Kraftfahrzeugmotor in Drehung versetzt wird über eine Riemenscheibe 3 und einen Keilriemen 4. Mit 5 ist ein an der Antriebswelle 2 befestigter Rotor bezeichnet, der sich mit der Antriebswelle 2 dreht und der z.B. über eine Keilverbindung oder einen Preßsitz in geeigneter Stelle an der Antriebswelle 2 mittels eines Sprengringes 6 befestigt ist. Mit 7 sind eine Vielzahl von Flügeln bezeichnet, die am Rotor 5 angeordnet sind und sich gleitbar in entsprechenden Schlitzen 5a erstrecken, welche radial angeordnet sind. Mit ist eine Kurvenwand bezeichnet, in der der Rotor 5 mit den Flügeln 7 angeordnet ist. Die Kurvenwand 8 weist zwei große Bogenflachen C₁ auf, zwei kleine Boganflachen C_ sowie zwei erste Nockenflächen C, und zwei zweite Nockenflächen C., die jeweils zwischen den großen und kleinen Bcgenflachen angeordnet sind.

Mit 9 ist das Vorderteil und mit 10 das Rückteil bezeichnet, zwischen denen die Kurvenwand 8 derart angeordnet ist, daß sie zusammen die Pumpenkammer 11 bilden. Das Vorderteil 9 weist einen ersten Einlaßkanal 13 auf, der mit einer Einlaßöffnung 12 in Verbindung steht, sowie einen Auslaßkanal· 15, der mit einer Auslaßöffnung 14 in Verbindung steht, sowie ein Paar Ausströmkanäle 16, deren jeweils eines Ende mit dem Auslaßkanal 15 in Verbindung steht und deren jeweils anderes Ende mit einer der zweiten Nockenflächen C. der Kurvenwand 8 in Verbindung steht, wobei ferner mit 17 eine Rückstaunut be-

zeichnet ist und mit 18 eine Vielzahl von Rückstauöffnungen bezeichnet sind/ deren jeweils eines Ende mit der Rückstaunut 17 in Verbindung steht und deren jeweils anderes Ende mit dem Auslaßkanal 15 in Verbindung steht. 5

Das Rückteil 10 wiederum weist einen dritten Einlaßkanal 20 auf, der mit dem ersten Einlaßkanal 13 im Vorderteil 9 über den zweiten in der Gehäusewand 8 vorgesehenen Einlaßkanal in Verbindung steht, sowie ein Paar erste Ladekammern 21, die mit den ersten Nockenflächen C₃ der Kurvenwand 8 in Verbindung stehen, die mit den dritten Einlaßkanälen 20 verbunden sind.

Zusätzlich ist in der erfindungsgemäßen Flügelpumpe ein Laufrad 22 im dritten Einlaßkanal 20 vorgesehen. Das Laufrad 22 ist an einem Ende der Antriebswelle befestigt und dreht sich in gleicher Richtung wie der Rotor 5.

Mit 23 sind ein Paar zweiter Ladekammern im Vorderteil 9 bezeichnet, die mit den ersten Ladekammern 21 im Rückteil 10 über zwei Paar Kanäle 24 in der Kurvenwand 8 in Verbindung stehen. Mit 25 sind zwei Rücklaufkanäle bezeichnet, deren jeweils eines Ende mit einem Raum zwischen dem Vorderteil 9 und der Antriebswelle 2 in Verbindung stehen und deren jeweils anderes Ende mit einem Paar von zweiten Ladekammern im Vorderteil 9 in Verbindung stehen. Mit 26 ist eine öldichtung bezeichnet und mit 27 eine Lageranordnung zur drehbaren Aufnahme der Antriebswelle 2 im Vorderteil 9, während mit 28 zwei O-Ringe bezeichnet sind, die in entsprechenden Nuten in der Kurvenwand 9 eingreifen um die Flächen zwischen der Kurvenwand 8 und dem Vorderteil 9 und zwischen der Kurvenwand 8 und dem Rückteil 10 abzudichten; mit 29 ist eine Abschlußplatte für die Endfläche des Rückteils 10

bezeichnet und mit 30 ein in einer entsprechenden Nut in der Abschlußplatte 29 eingreifende O-Ringdichtung zur Abdichtung der Fläche zwischen der Abschlußplatte 29 und dem Rückteil 10. Mit 31 sind ferner zwei Paßstifte bezeichnet, zum Einsetzen der Kurvenwand 8 zwischen das Vorderteil 9· und das Rückteil 1Q während mit 32 ein Paar Stiftlöcher jeweils im Vorderteil 9 und im Rückteil 10 bezeichnet sind; die mit 33 bezeichneten Bolzen verbinden das Vorderteil 9 und das Rückteil 10 sowie die dazwischen angeordnete Kurvenwand 8 miteinander, wobei sie in vier mit 34 bezeichnete Bolzenöffnungen eingreifen. Mit 35 ist ein überdruckventil in der Auslaßöffnung 14 bezeichnet, durch welches ein Fluidüberschuß nach außen abgegeben wird, während mit 36 ein Stromventil bezeichnet ist.

Bei der erfindungsgemäßen Flügelpumpe ist die Kurvenwand zwischen dem Vorderteil 9 und dem Rückteil 10 angeordnet, wobei ein Ende des Einlaßkanals 19 mit dem ersten Einlaßkanal 13 im Vorderteil in Verbindung steht und das andere Ende mit .dem dritten Einlaßkanal 20 im Rückteil in Verbindung steht, während von den beiden Kanälen 24 jeweils ein Ende mit einem Paar erster Ladekammern 21 im Rückteil· in Verbindung steht und die anderen Enden jeweils mit einem Paar zweiter Ladekammern 23 im Vorderteil in Verbindung stehen, während sich die Bolzenöffnungen 34 vom Vorderteil bis zum Rückteil erstrecken.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird also das bei den herkömmlichen Flügelpumpen erforderliche,zur Aufnahme der Kurvenwand dienende Gehäuseteil entweder im Vorderteil oder im Rückteil vermieden.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen

Flügelpumpe erläutert.

Werden die Antriebswelle 2 und der Rotor 5 über den Motor eines Kraftfahrzeuges über den Keilriemen 4 und die Riemenscheibe 9 in Drehung versetzt, so rücken die Flügel am Rotor aufgrund der Zentrifugalkraft nach außen und gleiten an der Innenfläche der Kurvenwand 8 entlang, wobei sie in Richtung dieser Wand gedrückt werden. Aufgrund der Volumenänderung in den Räumen zwischen jedem Paar von Flügeln 7 wird nun ein Fluid, z.B. öl, von einem nicht dargestellten Fluidtank durch die Einlaßöffnung 12 , den ersten Einlaßkanal 13 und den zweiten Einlaßkanal 19 zum'dritten Einlaßkanal 20 angesaugt. Das angesaugte Fluid wird im dritten Einlaßkanal 20 durch die Wirkung des Laufrades 22 komprimiert und gelangt danach durch ein Paar erster Ladekammern 21 unter Druck in die Pumpenkammer 11. Das in die Pumpenkanuner 11 eingeführte Fluid wird durch die öffnungen 16,den Auslaßkanal 15, die Auslaßöffnung 14 und das Stromventil 36 innerhalb der Auslaßöffnung 14 der nicht dargestellten Servolenkung zugeführt.

Werden die Flügel 7 in ihren Schlitzen 5a zurückgedrückt, so gelangt der an den unteren Enden der Flügel angreifende Druck über die Rückstaunut 17 und die Rückstauöffnungen 18 in den Auslaßkanal 15, so daß sich die Flügel 7 ohne weiteres in dieser Richtung verschieben können. Das abgeführte Fluid von der Pumpenkammer 11 zur Antriebswelle 2 kehrt direkt zu denj Paar erster Ladekammern 21 über die Rückkehrkanäle 25 zurück. Dadurch wird die Wirksamkeit der Pumpe erhöht, da die Energieverluste im Vergleich zu den herkömmlichen Flügelpumpen , bei denen das Rückflußöl durch den ersten Einlaßkanal 13 zurückkehrt, sehr klein gehalten werden.

Da bei der erfindungsgemäßen Flügelpumpe das der Pumpe züge-

fuhrte Fluid in der gleichen Richtung mit Druck beaufschlagt wird, in der das Fluid geführt wird, d.h. das zugeführte Fluid in die ersten Ladekammern 21 gedrückt wird , wird die Hohlsogbildung wirksam vermieden und damit das Auftreten von Geräuschen, während das Fluid selbst auf relativ niedrigen Temperaturen gehalten wird.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Laufrad im Einlaßkanal der Flügelpumpe ohne Seitenplatte beschrieben um so Reibungsverluste zu verkleinern und den Wirkungsgrad der Pumpe zu erhöhen und die Anzahl von Bauteilen zu verkleinern; es ist jedoch genauso gut möglich, ein Laufrad mit einer Seitenplatte zu verwenden.

Bei der erfindungsgemäßen Flügelpumpe ist also der Rotor an der Antriebswelle angeordnet , wobei eine Anzahl von Flügeln am Rotor vorgesehen sind, während dieser samt der Flügel in einer Kurvenwand angeordnet ist. Die Kurvenwand ist zwischen einem Vorderteil und einem Rückteil derart angeordnet, daß sie gemeinsam die Pumpenkammer bilden. Wird der Rotor durch die Antriebswelle in Drehungen versetzt, so bewegen sich die am Rotor angeordneten Flügel aufgrund der Zentrifugalkraft nach außen und gleiten entlang der Innenfläche der Kurvenwand, wobei sich jeweils der Raum zwischen einem Paar benachbarter Flügel ändert, wodurch ein Fluid von einem Fluidvörratsgefäß in die Pumpenkammer durch den ersten Einlaßkanal, den zweiten Einlaßkanal· und den dritten Einlaßkanal· sowie die ersten Ladekammern, die Kanäle und die zweiten Ladekammern gelangt und fernerhin von der Pumpenkammer über den Auslaßkanal und die Auslaßöffnung abgegeben wird. Da das Laufrad so ausgestaltet ist, daß es einen Druck in Richtung der Pumpenkammer innerhalb des Einlaßkanals erzeugt, wird das Fluid unter Druck gesetzt, wobei die Druck-

erhöhung des Fluids von der Laufradgeschwindigkeit abhängt; die Hohlsogbildung und damit die Geräuschentwicklung wird wirksam vermieden bei gleichzeitiger Verhinderung eines Temperaturanstiegs des eingeführten Fluids.

Da fernerhin bei der erfindungsgemäßen Flügelpumpe zwei Paar Ladekanäle für die Kurvenwand vorgesehen sind, deren jeweils eines Ende mit den zweiten Ladekammern im Vorderteil in Verbindung stehen und deren jeweils anderes Ende mit den ersten Ladekammern im Rückteil in·Verbindung stehen und da das Vorderteil und das Rückteil jeweils über Bolzen und entsprechende Bolzenöffnung miteinander in Verbindung stehen, kann die Kurvenwand zwischen dem Vorderteil und dem Rückteil mittels der genannten Bolzen derart angeordnet werden, daß ein eigenes Kurvenwandgehäuseteil entweder am Vorderteil oder am Rückteil überflüssig wird, wodurch die erfindungsgemäße Flügelpumpe eine geringere Größe und ein geringeres Gewicht als herkömmliche Flügelpumpen aufweisen.

At

L e e r s e i t e

Claims

Haft · Berngruber · Czybulka Patentanwäite

1 0666 / ch

Atsugi Motor Parts Co., Ltd., 1370, Onna, Atsugi-shi, Kanagawa-ken, Japan

Flügelpumpe

Patentansprüche

(TT) Flügelpumpe gekennzeichnet durch:

a) ein Vorderteil (9),

b) ein Rückteil (TO),

c) eine Kurvenwand (8), die zwischen dem Vorderteil und dem Rückteil derart angeordnet ist, daß eine Pumpenkammer (11) gebildet wird,

d) eine Antriebswelle (2),

e) einen an der Antriebswelle angeordneten Rotor (5),

f) eine Anzahl am Rotor befestigter Flügel (7), die sich radial nach außen derart bewegen können, daß sie an der Innenfläche der Kurvenwand gleiten können, wenn der Rotor verdreht wird und

g) ein Laufrad (22) zur Beaufschlagung des zugeführten Fluids mit einem geeigneten Druck in Fließrichtung des Fluids, wobei das Laufrad im Rückteil angeordnet ist und zwar an einem Ende der Antriebswelle und sich in gleicher Richtung wie der Rotor dreht, so daß die Hohlsogbildung und damit die Geräuschentwicklung innerhalb der Flügelpumpe verhindert wird.
2. Flügelpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorderteil (9) folgende Teile aufweist:

a) eine Einlaßöffnung (12),

b) einen ersten Einlaßkanal (13), der mit der Einlaßöffnung in Verbindung steht,

c) eine Auslaßöffnung (14),

d) einen Aüslaßkanal (15), der mit der Auslaßöffnung in Verbindung steht,

e) ein Paar Kanäle (16) , deren jeweils eines Ende mit dem Auslaßkanal (15) in Verbindung steht und

f) eine Vielzahl von Bolzenöffnungen (34).
3. Flügelpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückteil (10) folgende Teile aufweist:

a) einen dritten Einlaßkanal (2.0) ,

b) ein Paar erster Ladekammern (21), die mit dem dritten Einlaßkanal verbunden sind und

c) eine Vielzahl von Bolzenöffnungen (34).
4. Flügelpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenwand (8) folgende Teile aufweist:

a) einen zweiten Einlaßkanal (19), dessen eines Ende mit

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dem ersten Einlaßkanal (13) im Vorderteil in Verbindung steht und dessen anderes Ende mit dem dritten Einlaßkanal (20) im Rückteil in Verbindung steht,

b) paarweise Kanäle (24), deren jeweils eines Ende mit einem Paar erster Ladekammern (21) im Rückteil· in Verbindung steht und deren jeweils anderes Ende mit einem Paar von zweiten Ladekammern (23) im Vorderteil in Verbindung steht und

c) eine Vielzahl von Bolzenöffnungen (34), wobei die Kurvenwand zwischen dem Vorderteil und dem Rückteil mittels einer Vielzahl von in die Bolzenöffnungen eingreifender Bolzen angeordnet ist, ohne zusätzliches Kurvenwandgehäuseteil am Vorderteil oder Rückteil und

daß geeignete Verbindungen zwischen den einzelnen Kanälen, Kammern und Leitungen sowohl im Vorderteil als auch im Rückteil vorgesehen sind.
5. Flügelpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Paar von O-Ringen (28) aufweist zur Abdichtung der Flächen zwischen dem Vorderteil und der Kurvenwand und zwischen dem Rückteil und der Kurvenwand, wobei die O-Ringe in entsprechende Nuten im Vorderteil und im Rückteil eingreifen.
6. Flügelpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein überdruckventil (35) in der Auslaßöffnung zur Abfuhr von überdruckfluid aufweist sowie ein Stromventil (36) in der Auslaßöffnung zur Regulierung der Menge des von der Flügelpumpe abgegebenen Druckfluids.