DE3135697C2 - Regelbare Flügelzellenpumpe - Google Patents

Abstract

Eine regelbare Flügelzellenpumpe weist einen um eine Schwenkachse (6) verstellbaren Hubring (4) auf. Der Hubring (4) ist auf einer Seite vom Auslaßdruck und auf der anderen Seite vom Einlaßdruck und einer Rückstellfeder (2) beaufschlagt. Die Kraft aus dem auslaßseitigen Differenzdruck wirkt als Verstellkraft (P) gegen die Federkraft. Da die Rückstellfeder (21) schräg zur entgegenwirkenden hydraulischen Verstellkraft (P) bzw. zu einer senkrecht durch die Achse der Welle (2) gelegten Ebene (A) eingebaut ist, wird deren Vorspannkraft mit zunehmender Zusammendrückung nur geringfügig größer. Die Pumpe arbeitet daher mit einem kleinen Abregelbereich.

Description

dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfeder (21) zu einer durch c*ie Achse der Welle (2) und durch die Achse des in maximaler Förderstellung befindlichen Hubringes (4) gelegten Ebene (A) schräg eingebaut ist, wobei das am Hubring abgestützte Federende zu der vorgenannten Ebene hin geneigt ist

2. Regelbare Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daü die Mittelachse (M) der Rückstellfeder (21) die senb^cht durch die Achse der Welle (2) gelegte Ebene (A) in einem Winkclbereich von 5 bis 20° schneidet

Eine regelbare Flügelzellenpumpe mit einem im Gehäuse verstellbaren Hubring nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs ist bereits aus einer GB-Patentanmeldung Nr. 20 26 094 A. veröffentlicht am 30. Januar 1980, bekannt In einer solchen Pumpe ist der Hubring einseitig an einem Zapfen schwenkbar im Pumpengehäuse abgestützt, während auf der radial gegenüberliegenden Seite eine im Gehäuse anliegende Dichtung in den Hubring eingesetzt ist. Auf diese Weise entstehen im Gehäuse zwei Druckräume, von welchen der eine an den Auslaß und der andere an den Einlaß angeschlossen ist. In dem an den Einlaß angeschlossenen Druckraum ist eine am Hubring abgestützte Feder eingesetzt, welche der Kraft des Auslaßdruckes auf den Hubring im anderen Druckraum entgegenwirkt. Bei einem Druckanstieg bewirkt daher der auf der Auslaßseite wirkende Differenzdruck ein Verstellen des Hubringes in Richtung einer Hubverkleinerung der Flügel, woraus sich eine Verkleinerung der zwischen dem Hubring und den Flügeln eingeschlossenen Förderkammern ergibt. Die Fördermenge wird somit abgeregelt. Die am Hubring abgestützte Rückstellfeder ist dabei so eingebaut, daß ihre Achse parallel zu einer senkrecht durch die Wellenaehse geführten Ebene liegt. In der Ausgangsstellung des Hubringes wirkt daher die Federkraft der Kraft des Differenzdruckes achsparallel entgegen. Mit wachsender Hubringverstellung wird entsprechend der Federkonstante somit die dem Differenzdruck cntgcgcngcrichlcte Federkraft immer größer, das heißt, bei steigender Drehzahl steigt der Druck bei gleichzeitig fallendem Fördervolumen innerhalb eines verhältnismäßig großen Abregeibereichs bis auf den eingestellten Höchstwert an.

Durch Einbau einer Feder mit einer niedrigen Federkonstante kann der Abregeibereich zwar verkleinert werden. Der dann aber nötige größere Windun^sdurchmesser oder die höhere Windungszahl sind nicht immer

ίο in dem vorhandenen Pumpenraum unterzubringen.

Ausgehend von einer Flügelzellenpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Rückstellfeder zwischen Hubring und Gehäuse so anzuordnen, daß die auf den Hub- ring wirkende Kraft zur Verringerung der Fördermenge von der Rückstellfeder nur zum Teil aufgenommen werden kann, so daß der Förderstrom kurz vor Erreichen des eingestellten Höchstdruckes steil abfällt

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch ge-

löst, daß die Rückstellfeder zu einer durch die Achse der Weile und durch die Achse des in maximaler Fördersteilung befindlichen Hubringes gelegten Ebene schräg eingebaut ist, wobei das am Hubring abgestützte Federende zu der vorgenannten Ebene hin geneigt ist

Nach der Erfindung ist die Feder innerhalb eines bestimmten Winkelbereichs schräg geste'lt in bezug auf die auf den Hubring- geleitete Verstellkraft des Differenzdruckes. Bei zunehmender Verstellung des Hubringes in Richtung kleinerer Fördermenge (Zusammendrückung der Feder) ergibt sich hieraus in der Abstützrichtung der Feder eine nur geringfügig steigende Federkraft Aufgrund der wachsenden Schrägstcllung wird nämlich beim Zusammendrücken der Feder die waagerechte Komponente der Federkraft zunehmend größer, was einer sich verringernden Fedcrsleife gleichkommt

Die dem Differenzdruck entgegenwirkende, nur leicht

steigende Federkraft hat daher den Vorteil eines sehr kleinen Abrcgelbercichs.

Obgleich die Rückstellfeder der Kanpe nach der GB-

PS 20 26 094 A in der Ausgangsstellung achsparallel angeordnet ist, stellt sich diese auch dort beim Verschwenken des Hubringes in die Nullförderlagc etwas schräg. Die Schrägsteliung innerhalb des kleinen Schwenkbereichs des Hubringes ist jedoch so gering, daß der im Zusammenhang mit der Erfindung beschriebene Effekt nicht auftritt

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
F i g. I eine Regelkenniinie für eine Flügelzellenpum-

so pe mit parallel zur hydraulischen Verstellkraft eingebauter Feder nach dem Stand der Technik,

Fig.2 eine Draufsicht auf eine Flügelzellenpumpe nach der Erfindung bei abgenommenem Gehäuscdeckcl mit schräg eingebauter Feder,

F i g. 3 die mit der Anordnung nach F i g. 2 crziclbare Rcgclkcnnlinie.

Die in F i g. 1 gezeichnete Regelkennlinie einer Pumpe nach dem eingangs angeführten Stand der Technik zeigt den Förderstrom über dem Druck für drei Drehzahlwertc. Der Abregelbcreich beginnt bei etwa 2,2 bar und endet bei 3 bar. Dieser verhältnismäßig große Abrcgelbercich ergibt sich aus der parallel zur hydraulischen Verstcllkrafl gerichteten Kraftwirkung der Feder bzw. der nahezu konstanten Federsteife.

hi Fig.2 zeigt eine Flügelzellenpumpe nach der Erfindung mit einem in einem Gchäusuinncnraum I auf einer Welle 2 drehbaren Rotor 3. Weiterhin befindet sich im Inncnraum I ein Hubring 4, welcher über eine Nase 5 im

3

Q Gehäuse abgestützt ist Der Hubring 4 ist somit um eine *f Schwenkachse 6 verstellbar.

S in den Rotor 3 sind mehrere radiale Schlitze 7 einge

arbeitet, in denen Flügel 8 gleitend gelagert sind. Die Flügel 8 gleiten mit ihren äußeren Enden außerdem an einem Innenumfang 10 des Hubringes 4 entlang. Der Rotor weist in bekannter Weise beidseitig eine Eindrehung 3A auf. in welche jeweils ein die Flügel 8 am Innenumfang 10 in Anlage haltender Andrückring ti eingei| setzt ist In der gezeichneten Draufsicht ist nur der obeiv re Andrückring 11 sichtbar. Im hinteren Teil des Gehäu-

|| ses sind in bekannter Weise zwei nierenförmige Ausspafj rungen 12,13 vorgesehen, die durch die Pumpenbauteile

U₁ nahezu verdeckt sind. Die Aussparung 12 liegt auf der ä Seile der Schwenkachse 6 und ist an einen Auslaß 14 'i angeschlossen. Die zu beiden Seiten des Rotors 3 liegen- S den Eindrehungen 3A sind über einen Kanal 15 mit der i; Aussparung 12 verbunden, so daß zum zusätzlichen An- '4 drücken der Flügel 8 auf den Flügelunterseiten der Auslaßdruck wirksam ist Auf der der Schwenkachse gegenüberliegenden Seite liegt die Aussparung S3, weiche an : einen mit einem Öltank verbundenen Einlaf: 16 angeschlossen ist Der Schwenkachse 6 des Hubringes 4 liegt radial eine Abdichtung 17 gegenüber, die zusammen mit ;.·. der Hubringlagerstelle an der Nase 5 den Innenraum 1 ' in zwei Druckräume 18 und 20 unterteilt Der obere Druckraum 18 ist dabei ständig mit dem Auslaß 14 und der unlere Druckraum 20 mit dem Einlaß 16 verbunden. ; Im Ruhezustand der Pumpe drückt eine schräg einge-

' baute Rückstellfeder 21 den Hubring 4 nach oben gegen das Gehäuse. Hierdurch entsteht zwischen dem Rotor 3 und dem Hubring 4 ein sichelförmiger Raum, der in der oberen Lage des Hubringes seine maximale Größe erreicht hat. Die angetriebene Pumpe fördert das Drucköl in vom Rotor 3, dem Hubring 4 und den Flügeln 8 umschlossene Förderkammern 22 (Saug- und Druckkammern) im Uhrzeigersinn vom Einlaß 16 zum Auslaß 14. Bei einem Druckanstieg in dem an den Auslaß 14 angeschlossenen Verbraucher entsteht eine Druckdifferenz in den beidei/ Druckräumen 18 und 20, d. h. der Hubring 4 wird, entgegen der Kraft der Rückstellfeder 21, um die Schwenkachse 6 verstellt. Das Verschwenken des Hubringes 4 hat zur Folge, daß sich die Förderräume 22 verkleinern, so daß die Fördermenge, unabhängig von der Drehzahl, nur vom Druck geregelt wird. Dadurch. daß gemäß der Erfindung die Rückstellfeder 21 zu einer senkrecht durch die Achse der Welle 2 gelegten Ebene A schräg eingebaut ist, steht der hydraulischen Verstellkraft P\m Druckraum 18 eine nur geringfügig zunehmende Federkraft entgegen. Eine Mittelachse M der Feder 21 schneidet dabei die Ebene A in einem Winkelbereich, der zwischen 5—20° liegt.

Aus F i g. 3 ist ersichtlich, daß der Abregeibereich beträchtlich verkleinert wurde und nur noch zwischen 2,8 und 3 bar liegt. SS

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Regelbare Flügelzellenpumpe mit folgenden Merkmalen:

— in radialen Schlitzen eines Rotors sind Flügel geführt;

— die äußeren Enden der Flügel gleiten entlang eines einen Förderraum (Saug- und Druckkammern) begrenzenden Hubringes;

— der Hubring ist einseitig in einer Gehäuselagerstelle abgestützt und zum Verändern der Fördermenge um diese Lagerstelle schwenkbar;

— auf der der Lagerstelle radial gegenüberliegenden Seite des Hubringes ist eine am Gehäuse anliegende Abdichtung vorgesehen;

— auf die eine Seite des Hubringes wirken der Einlaßdruck und die Kraft einer Rückstellieder und tu) die andere Seite der Auslaßdruck, wobei der entstehende ausiaßseiiige Differenzdruck zum Verstellen des Hubringes gegen die Kraft der Rückstellfeder benutzt wird.