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Beschreibung
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Titel: Hydrostatische Drehflügelpumpe Anwendungsgebiet: Die Erfindung
betrifft eine Drehflügelpumpe für hydrostatische Antriebe von Maschinen und Fahrzeugen.
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Das Prinzip dieser Pumpe ist auf den Hydromotor übertragbar.
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Zweck: Bei derartigen Diaschinen- und Fahrzeugen wird die Kraft des
Verbrennungs- oder Elektromotors durch die Pumpe in hydrostatische Energie umgesetzt,
um dann vom Hydromotor oder Hydrozylinder in mechanische Kraft umgesetzt zu werden.
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Der Vorteil der hydrostatischen Getriebe gegenüber den mechanischen,
besteht in einer genaueren Reglung des Kraftflusses und des Untersetzungsverhältnises.
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Stand der Technik: Es ist bekannt, daß zu diesem Zweck,in Abhängigkeit
von den speziellen Anforderunben, verschiedene Arten von Pumpen zum Einsatz kommen.
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Ausgehend von der Bewegung des druckerzeugenden Teils können es Schubkolben-oder
Drehkolbenpumpen sein, oder ausgehend von der Fördermenge können es Pumpen mit konstantem
oder regelbaren Fördermengen sein.
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Kritik des Standes der Technik: Dabei zeigt sich, daß Pumpen mit regelbaren
Fördermengen, wie die Flügelzellenpumpe, hohe Reibungsverluste am Hubring aufweisen,
und daß Kolbenzellenpumpen die Rotation des Antriebs in Hubbewegungen umformen müssen.
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Aufgabe: Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pumpe zu entwickeln,
deren Fördermenge regulierbar ist und bei der alle drehenden Teile einer gleichförmigen,
gleichmäßigen Rotation unterliegen.
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Größere Reibungsverluste durch Rotor und Gehäuse sollen vermieden
werden.
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Lösung: Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Pumpe ge öst,
die nach dem Drehflügelprinzip @rbeitet und deren Fördermeine mit ;;'L. e eines
Regulierkolbens steuerbar ist.
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Beschreibung und Arbeitsweise, koaxial angeordnete Drehflügel Die
Pumpe besteht aus einem Gehäuse mit ringförmiger, unterschiedlich breiter, koaxialer
Arbeitskammer. Sie wird auf der Antriebsseite von der Rotorscheibe abgedichtet.
Auf 1er gegenüberliegenden weite ist sie geschlossen, jedoch durch radiale Schlitze
im Druckbereich, bzw. einen Kanal im Saugbereich mit der Versorgungskammer verbunden.
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Die radialen Schlitze sind der ovalen Kontur der Drehflügel angepaßt.
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Die Rotorscheibe ist drehbar und mittig am Pumpengehäuse gelagert
und mit dem Antrieb verbunden. die trägt konzentrisch die im Querschnitt oalen Drehflügel,
die mit je einem Zahnrad auf einem gesondert anr,etriebenen Zahnring abrollen.
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Die Drehflügel drehen sich bei einer Rotorumdrehung X,5 mal um ihre
eigene Achse.
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Durch die unterschiedliche Breite der Arbeitskammer entstehen beim
Drehen des Rotors in ihr ein Saug- und ein Druckbereich. Die Drehflügel dichten
die Räume zwischen den beiden Bereichen gegenüber der Kammerwand ab.
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Die Versorgun;,skammer ist ringförmig und verläuft parallel zur Arbeitskammer.
die besteht ebenfalls aus einem Saug- und einem Druckbereicn. Diese Unterteilung
erfolgt erstens durch eine Trennwand an der Stelle, wo dia oarallelverlaufende Arbeitskammer
am schmalsten ist, und zweitens durch einen beweglichen Regulierkolben auf der gegenüberliegenden
Seite der Trennwand (Ausgangsstellung des Regulierkolbens).
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Der Regulierkolben läßt sich stufenlos aus seiner Ausgangsstellung
in den Druckbereich der Versorgungskammer schieben.
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Arbeits.veise der DrehSlügelpumpe Die Drehflügel bewegen sich mit
ihren Schmalseiten in den Saugbereich der Arbeitskammer, der sich erweitert. Dadurch
saugen sie durch den Kanal Hydraulikflüssigkeit aus der Versorgungskammer an.
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Nach Passieren der breitesten Stelle der Arbeitskammer durch die Breitseite
der Drehflügel schrumpft der Kammerraum des Druckbereichs und die Drehflügel drücken
die Hydraulikflüssigkeit durch die radialen Schlitze in den Druckbereich der Versorgungskammer
und weiter zum Verbraucher.
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Die Fördermenge der Pumpe wird durch die Stellung des Regulierkolbens
in der Versorgungskammer geregelt. Durch seine Bewegung aus der Ausgangsstellung
in den Druckbereich reduziert sich die Fördermenge der Pumpe.
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Dabei vergrößert sich der Saugbereich der Versorgungskammer und ermöglicht
den Rükkfluß der zuviel angesaugten Flüssigkeit aus dem abgeschalteten Druckbereich
in den Saugbereich.
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Die Fördermengenreglung ist nur scheinbar stufenlos. Durch die Abstände
der Schlitze zwischen Arbeits- und Versorgungskammer entstehen zwangsläufig Stufungen.
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Radial aneeordnete Drehflügel Bei der radialen Anordnung der Drehflügel
ergeben sich folgende Änderungen gegenüber der koaxialen; Die Arbeitskammer ist
innen, das heißt zur Antriebswelle hin geöffnet. Die radialen Schlitze zwischen
Versorgungs- und Arbeitskammer sind gradlinig. Die radial auf der Antriebswelle
angeordneten Drehflügel erhalten ihre Drehbewegung um ihre eigene Achse durch äe
zwei Führungsrollen, die in zwei Nutenbahnen des Gehäuseteils laufen,und durch ein
Zahnrad, das auf einem Zahnring abrollt. Der Zahnring ist drehbar gelagert und dient
der Synchronisation der Drehbewegung der Drehflügel, wenn die Nutenbahnen sich kreuzen,
oder ihren größten Abstand zueinander haben.
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Bei einer Doppelkammerversion (2 Saug- und Druckbereiche je Pumpe)
vereinfacht sich der Antrieb der Drehflügel, da eine Rotorumdrehung einer Drehflügelumdrehung
entspricht.
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Alternative zum beschriebenen Drehflügelantrieb Der große Durchmesser
des ovalen Drehfiügels ist größer, als die breiteste stelle der Arbeitskammer, so
daß er, durch eine Feder beaufschlagt, an der Arbeitskammerwand schleift. Das heißt,
nach Passieren der schmalsten Stelle der Arbeitskammer schwenkt er durch den federdruck
uS der Ausgangsstellung, soweit es die Kammerwand zuläßt.
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Nach Passieren der breitesten Stelle der Arbeitskammer, wo die Ausschwenkung
noch erheblich unter 90 liegen sollte, drückt die Kammerwand den Drehflügel in die
Ausgangsstellung zurück.
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erzielbare Vorteile: Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen
darin, daß eine Drehflügelpumpe ohne größere Reibungsverluste des Rotors im Gehäuse
arbeitet, daß ihre Fördermenge regelbar ist, daß ihre drehenden Teile einer gleichmäßigen
Rotation unterliegen.