DE3322549A1

DE3322549A1 - Vane cell pump with variable delivery stroke for hydraulic operating media, especially of motor vehicles

Info

Publication number: DE3322549A1
Application number: DE19833322549
Authority: DE
Inventors: Peter 7053 Kernen Eisen
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1983-06-23
Filing date: 1983-06-23
Publication date: 1984-03-15

Abstract

In the case of a vane cell pump with variable delivery stroke, a rotor holding vane-type pistons and radially movable in slots is rotatably mounted in a pump chamber of a pump housing. Whilst the geometric axis of rotation of the rotor is immovably fixed in relation to the pump housing, the outside edges of the vane-type pistons slide on the inner circumference of an annular stator, which is displaceably arranged in the pump chamber for the purpose of varying the delivery stroke in relation to the axis of rotation of the rotor. The vane-type pistons run through at least one lunate working chamber which extends radially between stator and rotor and is sealed off in each of the directions of the axes of rotation by an adjoining side wall from two end plates axially arranged on both sides of the rotor. In order to reduce losses due to leakage, the end plates are immovably fixed in relation to the stator.

Description

"Flügelzellenpumpe mit veränderlichem "Vane pump with variable

Förderhub für hydraulische Betriebsmittel insbesondere von Kraftfahrzeugen" Die Erfindung bezieht sich auf eine Flügelzellenpumpe nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Delivery stroke for hydraulic equipment, especially for motor vehicles " The invention relates to a vane pump according to the preamble of patent claim 1.

Bei einer bekannten Flügelzellenpumpe dieser Art (US-PS 22 56 459) sind die beiden Stirnplatten ebenso bewegungsfest im Pumpengehäuse gehaltert wie bei einer bekannten gattungsfremden Flügelzellenpumpe (DE-AS 18 12 251), bei der der Förderhub und damit die Lage des Stators relativ zur geometrischen Drehachse des Rotors unveränderlich sind.In a known vane pump of this type (US-PS 22 56 459) Both face plates are held in the pump housing so as to be motion-proof as in a known non-generic vane pump (DE-AS 18 12 251), in which the delivery stroke and thus the position of the stator relative to the geometric axis of rotation of the rotor are immutable.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht im wesentlichen darin, Leckverluste so gering wie möglich zu halten.The object on which the invention is based essentially consists in keeping leakage losses as low as possible.

Ausgehend von einer Flügelzellenpumpe nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 ist die erläuterte Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.Starting from a vane pump according to the preamble of patent claim 1 is the explained task with the characterizing features of claim 1 solved.

Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen von zwei Ausführungsformen der Flügelzellenpumpe nach der Erfindung zum Gegenstand.The subclaims have advantageous configurations of two embodiments the subject of the vane pump according to the invention.

Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen in Verbindung mit der nachfolgenden Beschreibung von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen.In der Zeichnung bedeuten Fig. 1 einen schematischen drehachsnormalen Querschnitt durch eine Flügelzellenpumpe nach der Erfindung mit einem hydraulischen Steuerungsschema, das für beide Ausführungsformen gültig ist, Fig. 2 einen Axialschnitt durch eine Flügelzellenpumpe nach der Erfindung in der ersten Ausführungsform nach Linie II-II in Fig. 1, um 900 entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn gedreht, Fig. 3 einen Axialschnitt durch die Flügelzellenpumpe nach der Erfindung in der ersten Ausführungsform nach Linie ItI-III in Fig. 1, und Fig. 4 einen der Fig. 2 entsprechenden Axialschnitt durch eine Flügelzellenpumpe nach der Erfindung in der zweiten Ausführungsform.Details and advantages of the invention emerge from the patent claims in conjunction with the following description of two shown in the drawing Exemplary embodiments. In the drawing, FIG. 1 denotes a schematic normal axis of rotation Cross section through a vane pump according to the invention with a hydraulic one Control scheme that is valid for both embodiments, FIG. 2 shows an axial section by a vane pump according to the invention in the first embodiment Line II-II in FIG. 1, rotated 900 counterclockwise, FIG. 3 an axial section through the vane pump according to the invention in the first Embodiment according to line ItI-III in FIG. 1, and FIG. 4 one of FIG. 2 corresponding Axial section through a vane pump according to the invention in the second embodiment.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 sind in einem topfförmigen Pumpengehäuse 10 innerhalb einer Pumpenkammer 9 - die nach außen durch einen Gehäusedeckel 11 verschlossen ist -eine Pumpenwelle 28 mit einem zu ihr drehfesten Rotor 12 drehbar gelagert. Während das gehäuseäußere Wellenende 32 der Pumpenwelle 28 in der üblichen Weise - beispielsweise mittels einer Keilriemenscheibe - angetrieben werden kann, ist das gehäuseinnere Wellenende 30 der Pumpenwelle 28 mittels eines Wälzlagers 29 in einer in die Pumpenkammer 9 eingesetzten Druckplatte 27 gelagert. Weiterhin sind zwei beiderseits des Rotors 12 liegende Stirnplatten 24 und 25 in die Pumpenkammer eingesetzt, die durch Befestigungszapfen 5 bis 8 mit einem den Rotor umgebenden Stator 14 fest verbunden sind. Ein zwischen der Stirnplatte 24 und dem äußeren Wellenende 32 liegender mittlerer Abschnitt 22 der Pumpenwelle 28 ist durch ein Gleitlager 17 in einem Lagerauge 23 des Pumpengehäuses 10 abgestützt. In bezug auf eine geometrische Drehachse 15-15 sind sowohl zentrisch als auch lageunveränderlich die zylindrische Pumpenkammer 9, ein formschlüssig in die Zylinderkammer 9 eingesetzter und als Arbeitszylinder den Stator 14 auf nehmender Distanzring 31, der Rotor 12 mit Pumpenwelle 28 sowie die Druckplatte 27 angeordnet. Ein in fluchtenden Aufnahmebohrungen 34 und 35 von Pumpengehäuse 10 und Druckplatte 27 bewegungsfest gehalterter und achsparallel zur Drehachse 15-15 angeordneter Gelenkbolzen 36 ist zur schwenkbaren Lagerung des Stators 14 verwendet, der zu diesem Zweck ein korrespondierendes Gelenkteil 37 aufweist. Zur Aufteilung des zwischen Stator 14 und Arbeitszylinder 31 gebildeten Ringraumes in zwei Arbeitsdruckkammern 38 und 39 ist der Stator an seinem Außenumfang mit einer Axialnut 40 zur Aufnahme einer Dichtleiste 41 versehen. Die andere Dichtstelle wird durch das Gelenk 36,37 gebildet. Auf diese Weise arbeiten die beiden zwischen den genannten Dichtstellen liegenden Umfangsabschnitte des Stators 14 als Kolbendruckflächen zur Veränderung der Exzentrizität 43 zwischen der Hauptachse des Stators 14 und der Drehachse 15-15. Die Exzentrizität 43 wird durch ein Regelventil 46 eingestellt, das mit einer zwischen Stator 14 und Arbeitszylinder 31 wirkenden Druckfeder 42 zusammenarbeitet und durch Arbeitsdruckleitungen 44 und 45 mit den Arbeitsdruckkammern 38 und 39 verbunden ist. Der Regelschieber 47 des Regelventiles 46 steht in der üblichen Weise unter dem Einfluß der Druckdifferenz einer in die Pumpendruckleitung 49 eingesetzten Blende 48. Die Pumpendruckleitung 49 führt zu einem Verbraucher 50 - beispielsweise einer Servolenkung - der über eine Rücklaufleitung 53 mit einem Vorratsbehälter 51 verbunden ist, der über eine Pumpensaugleitung 52 wiederum mit der Flügelzellenpumpe verbunden ist. In vorzugsweise radial verlaufenden Schlitzen 54 des Rotors 12 arbeiten radialbeweglich angeordnete Flügelkolben 13, deren äußere Kolbenenden in Gleitkontakt mit dem Innenmantel 26 des Stators 14 stehen. Die Flügelkolben 13 durchlaufen einen radial sich zwischen Stator und Rotor erstreckenden sichelförmigen Arbeitsraum 16, der in den Richtungen der Drehachse 15-15 durch je eine benachbarte Seitenwand 20 bzw. 21 der beiden Stirnplatten 24 und 25 begrenzt wird. In den Seitenwänden 20 und 21 sind in nicht mehr dargestellter Weise Steuertaschen vorgesehen, von denen jeweils eine an die Pumpensaugleitung 52 bzw.With reference to FIGS. 1 to 3 are in a cup-shaped pump housing 10 within a pump chamber 9 - which is passed to the outside through a housing cover 11 is closed -a pump shaft 28 rotatable with a rotor 12 fixed in relation to it stored. While the housing outer shaft end 32 of the pump shaft 28 in the usual Way - for example by means of a V-belt pulley - can be driven, is the housing inner shaft end 30 of the pump shaft 28 by means of a roller bearing 29 mounted in a pressure plate 27 inserted into the pump chamber 9. Farther are two end plates 24 and 25 lying on both sides of the rotor 12 in the pump chamber used, which by mounting pins 5 to 8 with a surrounding the rotor Stator 14 are firmly connected. One between the faceplate 24 and the outer shaft end 32 lying central section 22 of the pump shaft 28 is supported by a sliding bearing 17 supported in a bearing eye 23 of the pump housing 10. In terms of a geometric one Axis of rotation 15-15 are both centric and unchangeable in position, the cylindrical Pump chamber 9, a positively inserted into the cylinder chamber 9 and used as a working cylinder the stator 14 on receiving spacer ring 31, the rotor 12 with pump shaft 28 and the pressure plate 27 is arranged. One in aligned mounting bores 34 and 35 of Pump housing 10 and pressure plate 27 secured against movement and axially parallel to the The pivot pin 36 arranged on the axis of rotation 15-15 is for the pivotable mounting of the stator 14 is used, which has a corresponding joint part 37 for this purpose. For dividing the annular space formed between the stator 14 and the working cylinder 31 in two working pressure chambers 38 and 39, the stator is on its outer circumference provided with an axial groove 40 for receiving a sealing strip 41. The other sealing point is formed by the joint 36,37. In this way the two work in between circumferential sections of the stator 14 located at the sealing points mentioned as piston pressure surfaces to change the eccentricity 43 between the main axis of the stator 14 and the axis of rotation 15-15. The eccentricity 43 is set by a control valve 46, with a compression spring 42 acting between stator 14 and working cylinder 31 cooperates and through working pressure lines 44 and 45 with the working pressure chambers 38 and 39 is connected. The control slide 47 of the control valve 46 is in the usual way under the influence of the pressure difference one in the pump pressure line 49 inserted orifice 48. The pump pressure line 49 leads to a consumer 50 - for example a power steering - the via a return line 53 with a Reservoir 51 is connected, which in turn via a pump suction line 52 with the vane pump is connected. In preferably radial slots 54 of the rotor 12 operate radially movably arranged vane pistons 13, the outer Piston ends are in sliding contact with the inner jacket 26 of the stator 14. The wing pistons 13 pass through a sickle-shaped which extends radially between the stator and the rotor Working space 16, which in the directions of the axis of rotation 15-15 by one adjacent Side wall 20 and 21 of the two end plates 24 and 25 limited will. In the side walls 20 and 21 control pockets are not shown any more provided, one of which is connected to the pump suction line 52 or

an die Pumpendruckleitung 49 angeschlossen ist. Auf diese Weise ist der Arbeitsraum 16 in eine Saugkammer 18 und in eine Druckkammer 19 unterteilt. Zwischen der Druckplatte 27 und dem Gehäusedeckel 11 ist eine Arbeitsdruckkammer 56 gebildet, die durch einen Druckkanal 55 in der Druckplatte 27 mit der Druckkammer 19 in Verbindung steht. Schließlich wird die Wirkung des Druckes in der Arbeitsdruckkammer 56 auf die Druckplatte 27 noch durch eine sich zwischen letzterer und dem Gehäusedeckel abstützende Druckfeder 57 unterstützt. Wie aus Fig. 3 ersichtlich wird, ist zwischen den Stirn platten 24 und 25 einerseits und der Pumpenwelle 28 andererseits ein Bewegungsspiel 58 belassen, damit die Stirnplatten die Hubbewegungen des Stators 14 relativ zur Pumpenwelle 28 bzw. zur Drehachse 15-15 mitmachen können.is connected to the pump pressure line 49. That way is the working space 16 is divided into a suction chamber 18 and a pressure chamber 19. A working pressure chamber is located between the pressure plate 27 and the housing cover 11 56 formed by a pressure channel 55 in the pressure plate 27 with the pressure chamber 19 communicates. Finally, the effect of the pressure in the working pressure chamber 56 on the pressure plate 27 still through a between the latter and the housing cover supporting compression spring 57 supported. As can be seen from Fig. 3, is between the end plates 24 and 25 on the one hand and the pump shaft 28 on the other hand, a play of movement 58 leave so that the end plates the stroke movements of the stator 14 relative to Pump shaft 28 or the axis of rotation 15-15 can participate.

Die zweite Ausführungsform der Fig. 4 unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform zunächst dadurch, daß das gehäuseinnere Wellenende 30 der Pumpenwelle 28 im Gehäusedeckel 11 mittels des Wälzlagers 29 abgestützt ist. Weiterhin ist die Druckplatte 33 mit der zugehörigen Stirnplatte einteilig ausgebildet, d.h., die Druckplatte 33 ist mit dem Stator 14 bewegungsfest verbunden und in nicht mehr dargestellter Weise mit den erforderlichen Steuertaschen in ihrer dem Stator 12 zugekehrten Seitenwand 21 versehen. Bis auf den Umstand, daß eine besondere Arbeitsdruckkammer und eine weitere Druckfeder zwischen Gehäusedeckel 11 und Druckplatte 33 nicht vorgesehen sind, stimmen beide Ausführungsformen im übrigen miteinander überein.The second embodiment of FIG. 4 differs from the first Embodiment initially characterized in that the inner shaft end 30 of the pump shaft 28 is supported in the housing cover 11 by means of the roller bearing 29. Furthermore, the Pressure plate 33 formed in one piece with the associated face plate, i.e., the Pressure plate 33 is fixedly connected to the stator 14 and is not shown in FIG Way with the necessary control pockets in their side wall facing the stator 12 21 provided. To to the fact that a special working pressure chamber and a further compression spring between housing cover 11 and pressure plate 33 is not provided are, both embodiments are otherwise identical to one another.

Durch die Erfindung ist erreicht, daß die radialen Leckölverluste zwischen den Stirnplatten 24 und 25 bzw. 24 und 33 einerseits und dem Stator 14 andererseits vermieden sind und das axiale Spiel Rotor 12/Stirnplatten gleich dem axialen Spiel Rotor 12/Stator 14 ist und dem einer Flügelzellenpumpe mit feststehendem Stator entspricht. Der Spaltverlust zwischen den Stirnplatten 24 und 25 und der Druckplatte 27 bzw. dem Pumpengehäuse 10 ist durch die großflächige Abdichtung der Stirnplatten und der Paarung der Anordnung Stator 14 und Stirnplatten einerseits und dem Distanzring 31 andererseits klein gehalten. Evtl. können zusätzliche Dichtringe am saugseitigen Öldurchfluß vom Pumpengehäuse 10 in die Seitenplatte 24 vorgesehen sein. Die Druckplatte 27 bzw. 33 reduziert den Spaltverlust bei hohem Druck durch ihre definierte Durchbiegung.The invention ensures that the radial leakage oil losses between the end plates 24 and 25 or 24 and 33 on the one hand and the stator 14 on the other hand are avoided and the axial play rotor 12 / end plates equal to that axial play rotor 12 / stator 14 and that of a vane pump with a fixed Stator corresponds. The gap loss between the end plates 24 and 25 and the Pressure plate 27 or the pump housing 10 is due to the large-area seal End plates and the pairing of the arrangement stator 14 and end plates on the one hand and the spacer ring 31 is kept small on the other hand. Possibly additional sealing rings provided on the suction-side oil flow from the pump housing 10 into the side plate 24 be. The pressure plate 27 or 33 reduces the gap loss at high pressure their defined deflection.

Die Regelung über die Verstellung des Stators 14 erfolgt, wie bekannt, mit Hilfe des Stellsignales = P1-P2 an der Drossel 48 in der Druckleitung 49.The regulation via the adjustment of the stator 14 takes place, as is known, with the help of the control signal = P1-P2 at the throttle 48 in the pressure line 49.

Mit steigender Drehzahl der Pumpenwelle 28 und damit steigender Durchflußmenge Q steigt N P nach der Bezeihung z = K f . Ab einer festgelegten Förderd4 mange Q = const. bewegt sich der Regelscnieber 47 gegen eine Feder 59, wodurch in der Arbeitsdruckkammer 38 der höhere Druck eingestellt und dadurch der Pumpenhub bzw. die Exzentrizität 43 verringert wird. Um- gekehrt hat eine sinkende Drehzahl der Pumpenwelle 28 eine Vergrößerung des Hubes durch Erhöhung des Druckes in der Arbeitsdruckkammer 39 zur Folge. Die Feder 42 sichert den maximalen Hub in Anfahrstellung. Ein Überdruckventil 60 in der Druckleitung 49 begrenzt den Systemdruck.With increasing speed of the pump shaft 28 and thus increasing flow rate Q increases N P according to the relation z = K f. From a fixed funding d4, there is a shortage of Q = const. Moves the Regelscnieber 47 against a spring 59, whereby in the working pressure chamber 38 the higher pressure is set and thereby the pump stroke or the eccentricity 43 is reduced. Around- has swept a falling speed of the Pump shaft 28 increases the stroke by increasing the pressure in the working pressure chamber 39 result. The spring 42 ensures the maximum stroke in the starting position. A pressure relief valve 60 in the pressure line 49 limits the system pressure.

Claims

Claims vane pump with variable delivery stroke for Hydraulic equipment, in particular for motor vehicles, in a pump chamber of a pump housing a radially movably receiving vane piston in slots Rotor mounted and immovable with respect to its geometric axis of rotation to the pump housing is arranged and the outer piston ends with the inner jacket of a ring-like and a stator arranged in a variable position relative to the axis of rotation in the pump chamber can be brought into sliding contact and the flight pistons at least one radially pass through a sickle-shaped working space extending between the stator and rotor, in the directions of the axis of rotation between each adjacent side wall of two end plates arranged on both sides of the rotor in the pump chamber included is that the end plates (24 and 25 in Fig. 1 to 3 or

24 and 33 in Fig. 4) arranged fixedly relative to the stator (14) are.

2. Pump according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e ic h n e t that between a housing cover which closes off the pump chamber (9) to the outside (11) and the face plate (25) on the side facing the rotor (12) a pressure plate (27) inserted radially immovable into the pump chamber (9) and fixed in one direction of the axis of rotation (15-15) by a spacer ring (31) is, which together in the opposite direction to the housing cover (11) with the other end plate (24) on a housing wall closing off the pump chamber (9) (67) is supported.

3. Pump according to claim 1, characterized in that the interior of the housing Shaft end (30) of a pump shaft (28) connected in a rotationally fixed manner to the rotor (12) in a housing cover (11) which closes off the pump chamber (9) towards the outside and one axially between the rotor (12) and the housing cover (11) in the pump chamber (9) used pressure plate (33) used both as a face plate and relative to the Stator (14) is arranged immovably.