DE4011671A1 - Regelbare fluegelzellenpumpe - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine regelbare Flügelzellenpumpe mit in einem Rotor radial verschiebbar gelagerten Flügeln, einem Gehäuse und einem Rotor und Flügel umgebenden Hubring, dessen Stirnflächen abgedichtet an axial gegenüber­ liegenden Innenflächen des Gehäuses anliegen, wobei zwischen Rotor und Hubring ein von den Flügelzellen überstrichener Pumpraum definiert wird, der Ansaugöff­ nungen und Drucköffnungen hat, und wobei die Exzentrizität des Hubringes relativ zum Rotor in radialer Richtung zwecks Regelung der Fördermenge einstellbar ist.

Dabei ist der Rotor ein im allgemeinen zylindrischen Körper mit Schlitzen, die sich in radialer Richtung und parallel zur Achse des Rotors erstrecken und in welchen Flügel nach außen radial verschieblich gelagert sind. Ein im allgemeinen als Hohlzylinder ausgebildeter Hubring umgibt den Rotor mit den Flügelzellen, so daß die Kanten der über den Rotor hinausstehenden Flügel an der zylindrischen Innenfläche des Hubringes anliegen. Hubring und Rotor sind exzentrisch zueinander verschoben, so daß zwischen ihnen ein asymmetrischer Ringraum gebildet wird, dessen radial Abmessungen entlang des Umfanges des Rotors bzw. des Hubrings kontinuierlich zwischen einem Minimal- und einem Maximalwert variieren.

Betrachtet man eine mit dem Rotor umlaufende Flügelzelle, d. h. den zwischen zwei Flügeln sowie der zylindrischen Außenfläche des Rotors und der zylindrischen Innenfläche des Hubringes eingeschlossenen Raum, so stellt man fest, daß, ausgehend von einem Bereich mit minimalem Abstand zwischen Rotor und Hubring, das Volumen dieser Flügelzelle kontinuierlich zunimmt, bis es einen Maximalwert erreicht hat. Dieser von den Flügeln überstrichene Bereich wird als Saugraum definiert, da bei der Umdrehung des Rotors in diesen Bereich das Fördermedium einströmt, wenn er mit einem Vorratsraum für Fördermedium in Fließverbindung steht. Ausgehend von der Stellung mit Maximalvolumen nimmt nun bei der weiteren Drehung des Rotors das Flügelzellenvolumen kontinuierlich ab, wobei sogenannte Drucköffnungen dafür sorgen, daß das Fördermedium in diesem Bereich aus der Flügelzelle austreten kann. Die Regelbarkeit der Fördermenge ergibt sich aus der relativen Verschiebbarkeit des Hubringes bezüglich des Rotors, so daß die Exzentrizität des Pumpenraumes, also die Differenz zwischen Maximal- und Minimalvolumen einer Flügelzelle, unterschiedlich eingestellt werden kann. Wenn Hubring und Rotor konzentrisch zueinander sind, ändert sich das Flügelzellenvolumen bei der Drehung des Rotors nicht mehr, so daß dann das Fördermedium lediglich umgewälzt jedoch nicht mehr gepumpt wird. Anschläge verhindern im allgemeinen, daß der Hubring über diese Stellung hinaus verschoben werden kann, da sich ansonsten die Pumprichtung umkehren würde.

Das Pumpprinzip beruht also darauf, daß das Fördermedium vom Saugbereich in den Druckbereich durch die Förderzellen und um den Umfang des Rotors herum transportiert wird. Dabei versteht es sich, daß Hubring und Rotor in axialer Richtung so abgedichtet sein müssen, daß keine bzw. nur eine geringe Fließver­ bindung zwischen Saugraum und Druckraum besteht. Rotor und Hubring sind deshalb von einem Gehäuse umgeben, das im allgemeinen zwei im wesentlichen ebene parallele und senkrecht zur Achse des Rotors verlaufende Innenflächen aufweist, an welchen die Stirnfläche des Hubringes dichtend aber schiebbar anliegen. Der Rotor bzw. eine Rotorwelle kann in entsprechenden Bohrungen dieser Gehäusewände gelagert sein. Die Gestaltung der übrigen Gehäusewände ist von untergeordneter Bedeutung, das Gehäuse muß lediglich Platz für die radiale Verschiebung des Hubringes in dem gewünschten Verstellbereich bieten.

Es versteht sich, daß bei dieser Gestaltung der Hubring keine sich radial in das Gehäuseinnere erstreckenden Saug- bzw. Drucköffnungen aufweisen kann, da ansonsten über das außerhalb des Hubringes liegende Gehäusevolumen eine Verbindung zwischen Saug- und Druckraum hergestellt wäre.

Aus diesem Grund sind bei derartigen Flügelzellenpumpen die Saug- und Drucköffnungen in axialer Richtung in der Weise vorgesehen, daß sich im Saugbereich und im Druckbereich des Pumpenraumes jeweils teilkreis- bzw. nierenförmige Öffnungen in den gegenüberliegenden Gehäusewänden befinden, so daß das Fördermedium von dort aus in axialer Richtung im Saugbereich in eine Flügelzelle einströmen und im Druckbereich ebenso in axialer Richtung wieder herausgestoßen werden kann. Die entsprechenden Aussparungen in den Gehäusewänden sind mit Anschlußleitungen für das Fördermedium verbunden.

Eine Pumpe der vorstehend beschriebenen Art ist aus dem deutschen Patent Nr. 33 33 647 bekannt. Die dort beschriebene Pumpe ist als Schmiermittelpumpe für Kraftfahrzeuge vorgesehen. Dabei sorgt ein Regelmechanismus durch Rückkopp­ lung dafür, daß bei zu starkem Anwachen des Druckes auf der Druckseite der Pumpe der Hubring in der Weise verstellt wird, daß die Fördermenge reduziert wird, was wieder zu einem Absinken des Druckes führt.

Ein Nachteil dieser bekannten Pumpen mit axialen Ansaug- und Drucköffnungen liegt darin, daß sich beispielsweise auf der Druckseite der effektive Querschnitt der Austrittsöffnung einer Flügelzelle während des Drehens des Rotors kontinuierlich verringert, da sich der Querschnitt der gesamten Flügelzelle entsprechend verringert. Dies wirkt sich zwar bei niedrigen Drehzahlen des Rotors nicht nennenswert aus, bei hohen Drehzahlen im Bereich von 4000 U/min und darüber, führt dies jedoch zum Auftreten sehr hoher Druckspitzen in den Flügelzellen, da die während des Rotorumlaufes zur Verfügung stehende Zeit zum Entleeren der Flügelzelle in axialer Richtung durch einen ständig kleiner werdenden Querschnitt nicht ausreicht bzw. nur unter entsprechend hohem Druck in dieser Zeit erfolgen kann. Dies führt zu starken Vibrationen, lauten Geräuschen und einer hohen Belastung der einzelnen Bauteile mit entsprechendem Verschleiß. Vor allem muß das von der Förderzelle mitgenommene Medium beim Austritt in axialer Richtung seine Fließrichtung ändern. Dies gilt auch für den Saugbereich. Die dabei auf den Hubring wirkenden Kräfte wirken auch auf die Verstelleinrichtung als Störkräfte, so daß auch diese und der zugehörige Regelkreis entsprechend belastet werden.

Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Flügelzellenpumpe mit den eingangs genannten Merkmalen so auszugestalten, daß ihr Betrieb auch bei hohen Drehzahlen bis zu 4000 U/min und darüber weitgehend vibrationsfrei, geräuscharm mit wenig Verschleiß und regelungs­ technisch stabil erfolgen kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Hubring druckseitig radiale Austrittsöffnungen aufweist, welche in eine radial außerhalb des Pumpraumes liegende Kammer münden, die ihrerseits mindestens eine Austrittsöffnung zu entsprechenden Öffnungen des Gehäuses bzw. durch diese hindurch aufweist, und daß die Kammer mit dem Hubring fest und vorzugsweise einstückig verbunden ist, wobei mindestens eine axiale Austrittsöffnung der Kammer in eine entsprechende Öffnung der zugehörigen Gehäusewand mündet.

In vorteilhafter Weise so auch bei relativ hohen Drehzahlen schädliche Druckspitzen vermieden werden, da die radialen Austrittsöffnungen einen wesentlich größeren Querschnitt haben können, als es dem axialen Querschnitt einer Flügelzelle entspricht, und da die Entleerung der Flügelzellen durch die auf das Fördermedium wirkende Zentrifugalkraft in radialer Richtung unterstützt wird und die Fließrichtung des Fördermediums dabei nicht geändert zu werden braucht. Die Kammer, in welche die radialen Austrittsöffnungen des Hubringes münden, hat ihrerseits Verbindung zu Gehäuseöffnungen bzw. zu den druckseitigen Anschlüssen der Pumpe durch die Gehäusewand hindurch.

Auch wenn diese Öffnungen in axialer Richtung verlaufen, können sie so groß gestaltet werden, daß sie den Fluß des Fördermediums nicht begrenzen. Insbesondere ist der Querschnitt dieser Öffnungen nicht auf den axialen Querschnitt einer Flügelzelle begrenzt, d. h. die Umleitung erfolgt erst außerhalb der mit hoher Geschwindigkeit umlaufenden Flügelzellen.

Mit Vorteil vermeidet man so auch die Ansammlung von Schmutz im Hubring, da die im allgemeinen spezifisch schweren Schmutzteilchen (z. B. Abrieb eines Getriebes, Verbrennungsrückstände) die nicht mehr aufgrund der einwirkenden Zentrifugalkraft an der Wand des Hubringes ansammeln können und immer wieder umwälzt werden, sondern statt dessen aus den radialen Öffnungen ausgetrieben werden und so schneller ausgefiltert werden können. Zweckmäßigerweise sind auch die Saugöffnungen radial im Hubring vorgesehen, so daß auch diese einen vergrößerten Querschnitt haben können. Zweckmäßigerweise sind auch die Saugöffnungen radial im Hubring vorgesehen, so daß auch diese einen vergrößerten Querschnitt haben können.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, daß der den Hubring umgebende Gehäuseraum einen Saugraum darstellt. Damit ist der im Gehäuse verschieblich gelagerte Hubring vollständig von Fördermedium umgeben d. h. der Raum zwischen Hubring und Gehäuse bildet einen Vorrats- bzw. Saugraum, aus welchem das Fördermedium über vorzugsweise radiale Eintrittsöffnungen angesaugt wird. Das Fördermedium wird von dort zur Druckseite der Pumpe hin gefördert und durch im Hubring ausgebildete radiale Öffnungen aus der Flügelzelle in eine am Hubring angeordnete Kammer ausgestoßen. Diese Kammer hat axiale Öffnungen zu den Gehäusewänden hin, in welchen Durchgangsöffnungen für die Weiter­ leitung der Fördermediums vorgesehen sind.

Die Abmessungen der axialen Öffnungen der Kammer sind dabei vorzugsweise so groß, daß sie in jeder durch den Regelmechanismus möglichen Verschiebe­ stellung des Hubringes die entsprechende Gehäuseöffnung vollständig freilassen.

Daneben können in den Gehäusewänden auch im Druck- und Saugbereich des Pumpraumes Öffnungen in der Gehäusewand vorgesehen sein, so daß zusätzlich auch die axiale Ein- bzw. Ausströmung von Fördermedium möglich ist.

Der Hubring kann auf verschiedene Arten im Gehäuse verschieblich gelagert sein. Beispielsweise kann er um eine einseitig oberhalb des Saugbereiches angeordnete Achse schwenkbar sein. Es können auch Kulissenführungen vorgesehen sein, die ein Verschieben des Hubringes bezüglich des Rotors erlauben.

Die erfindungsgemäße Flügelzellenpumpe ist relativ einfach aufgebaut und nur unwesentlich aufwendiger als die eingangs erwähnte bekannte Pumpe. Während dort ein einfacher und im wesentlichen zylindrischer Hubring Verwendung findet, ist gemäß der vorliegenden Erfindung dieser Hubring sowohl saug- als auch druckseitig mit radialen Öffnungen versehen, wobei sich auf der Druckseite noch eine Kammer an diese Öffnungen anschließt und die Wände dieser Kammer ebenso wie Teile des restlichen Hubringes mit ihren Stirnflächen dichtend an den gegenüberliegenden Innenflächen des Gehäuses anliegen.

Durch die einstückige Ausführung von Hubring und Druckkammer wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß keine freien Druckkräfte entstehen, die in vektorieller Weise auf den Stell- und Regelmechanismus der Pumpe wirken.

Gemäß einer anderen Ausführungsform, welche neben den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1 zusätzlich auch das Merkmal aufweist, daß der Hubring um eine (bezüglich des Gehäuses ortsfeste) Achse schwenkbar ist, wodurch die Exzentrizität des Hubringes relativ zum Rotor einstellbar ist, wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe dadurch gelöst, daß der Hubring druckseitig radiale Drucköffnungen aufweist, welche in eine radial außerhalb des Druckbereiches liegende Kammer münden, die ihrerseits mindestens eine Öffnung zum Gehäuse hin bzw. durch dieses hindurch aufweist, daß die Kammer bezüglich des Gehäuses ortsfest und vorzugsweise einstückig mit diesem verbunden ist und daß außerhalb der Drucköffnungen am Hubring sowie an den die Kammer umgebenden Wänden teilzylindrische, aufeinander gleitende konvexe und konkave Dichtflächen vorgesehen sind, deren Krümmungsachse mit der Schwenkachse des Hubringes zusammenfällt.

Auch bei dieser Ausführungsform werden Druckspitzen, die einen schnellen Verschleiß von Teilen bewirken können und darüber hinaus auch die Funktion des Regelmechanismus beeinträchtigen können, vermieden, indem mindestens eine radiale Drucköffnung im Druckbereich des Hubringes vorgesehen ist, durch welche die geförderte Flüssigkeit relativ schnell austreten kann. In der bevor­ zugten Ausführungsform sind dabei die Wände der Kammer einstückig mit dem Gehäuse ausgebildet, wobei die Kammer eine radiale Erweiterung des vom Gehäuse gebildeten, den Hubring aufnehmenden Raumes bildet.

Zweckmäßigerweise sind dabei gegenüberliegende Wände an der Innenseite des Gehäuses stufenförmig ausgebildet, so daß auf diesen Stufen konkave Gleitdicht­ flächen gebildet werden können.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen und der dazugehörigen Figuren. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt senkrechter zur Achse der Pumpe entlang der Ebene einer Gehäuseinnenfläche,

Fig. 2 einen Schnitt durch Gehäuse und Hubring ohne Rotor entlang der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt entsprechend Fig. 2 bei einer Ausführungsform mit einem anders gestalteten Hubring und

Fig. 4 eine Schnittansicht entsprechend Fig. 1 für eine Ausführungsform mit einer vom Hubring getrennten radialen Kammer.

In Fig. 1 erkennt man das Gehäuse 3, welches einen Hubring 4 mit Abstand umgibt, so daß der Hubring 4 senkrecht zur Achse 21 des Rotors 1 in Richtung des Doppelpfeiles 18 verschiebbar bzw. verschwenkbar ist. Die Schnittebene der Fig. 1 fällt genau mit einer Seitenfläche des Gehäuses zusammen, so daß die schraffiert dargestellten Flächen des Hubringes 4 und des Rotors 1 sowie der Flügel 2 die Stirnflächen dieser Elemente darstellen, welche an der Innenfläche 16 des Gehäuses anliegen (siehe Fig. 2 und 3).

Die Flügelzellpumpe besteht aus einem Rotor 1 mit radialen Schlitzen 2′ in gleichmäßigen Abständen, in welchen Flügel 2 in radialer Richtung nach außen federnd vorgespannt verschieblich gelagert sind. In Fig. 1 sind beispielhaft nur zwei Flügel 2 dargestellt, wobei jedoch derartige Flügel 2 über den gesamten Umfang des Rotors 1 verteilt in gleichmäßigen Abständen angeordnet sind. Der nicht schraffierte mittlere Teil des Rotors 1 ist ein Rotorzapfen 1′, welcher im Gehäuse 3 gelagert ist.

Der Hubring 4 ist in der in Fig. 1 dargestellten Position in horizontaler Richtung nach rechts verschoben bzw. um eine nicht dargestellte Achse am oberen Ende des Hubringes 4 verschwenkt.

Hierdurch wird zwischen der zylindrischen Innenwand des Hubringes 4 und der zylindrischen Außenwand des Rotors 1 ein asymmetrischer Pumpraum, aufgeteilt in Saugbereich 7 und Druckbereich 8 gebildet. Auf der linken Seite des Hubrings 4 ist der Abstand zwischen Hubring 4 und Rotor 1 gering, während er auf der rechten Seite maximal ist. Berücksichtigt man die durch den Pfeil auf den Rotorzapfen 1′ angegebene Drehrichtung, so erkennt man leicht, daß das Volumen einer Flügelzelle 5, ausgehend von einem Minimalvolumen auf der in Fig. 1 linken Seite des Rotors 1 mit der Drehung des Rotors 1 zunimmt, bis das Volumen der Flügelzelle 5 auf der in Fig. 1 rechten Seite des Rotors 1 einen Maximalwert erreicht hat. In der gesamten oberen Hälfte dieses asymmetrischen Ringraumes nimmt also das Volumen einer Flügelzelle 5 mit der Drehung des Rotors 1 zu, während dieses Volumen in der unteren Hälfte des asymmetrischen Ringraumes mit der weiteren Drehung des Rotors 1 abnimmt. Aus diesem Grunde wird die obere Hälfte dieses Pumpraumes als Saugbereich 7 bezeichnet, da wegen des dort zunehmenden Volumens der Flügelzelle 5 das Fördermedium durch die radialen Öffnungen 9 des Hubringes 4 in die Flügelzelle 5 einströmt. Dieser Einströmvorgang erfolgt solange, wie die Außenfläche der Flügelzelle 5 noch mit der Ansaugöffnung 9 überlappt. Das Flügelzellvolumen ist dabei definiert als der Raum, der zwischen zwei benachbarten Flügelzellen, der zylindrischen Außen­ wand des Rotors 1 und der (gegebenenfals fortgesetzt zu denkenden) zylindrischen Innenwand des Hubringes 4 eingeschlossen ist.

Die untere Hälfte des asymmetrischen Pumpraumes wird als Druckraum 8 bezeichnet, da dort das Volumen der Flügelzelle 5 abnimmt und so das Fördermedium aus dem Flügelzellenvolumen durch radiale Drucköffnungen 10 in die Kammer 11 ausgestoßen wird. Die Kammer 11 hat in axialer Richtung durchgehend einen konstanten Querschnitt, so daß die Austrittsöffnung 12 der Kammer 11 gerade dem Querschnitt der Kammer 11 entspricht. Ebenfalls in Fig. 1 eingezeichnet ist auch der Umriß einer Aussparung bzw. Öffnung 13 in der am Hubring 4 anliegenden Gehäusewand. Wie man sieht, überdeckt die axiale Austrittsöffnung 12 die Öffnung 13 im Gehäuse vollständig. Die Öffnung 13 und die Öffnung 12 sind dabei so bemessen, daß in jedem denkbaren Verschiebe- bzw. Verschwenkzustand des Hubringes 4 der Querschnitt der Öffnung 13 vollständig frei bleibt. Dagegen ist bei herkömmlichen Flügelzellenpumpen der Querschnitt des axialen Austritts auf der Druckseite durch den Querschnitt der Flügelzelle 5 bestimmt, der, wie man in Fig. 1 leicht erkennt, mit der Drehung des Rotors 1 entlang des Druckbereiches 8 immer weiter abnimmt.

Bei den in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsformen sind jedoch für den Druckbereich 8 radiale Drucköffnungen 10 vorgesehen, deren Querschnitt vergleichsweise groß sein kann, wie man auch in Fig. 2 und 3 erkennt. Insgesamt wird dadurch der Strömungswiderstand für das aus den Flügelzellen 5 herauszudrückende Fördermedium erheblich herabgesetzt. Ebenso ist auch für das Einströmen des Fördermediums durch die radialen Öffnungen 9 in die Flügelzellen 5 der Strömungswiderstand deutlich herabgesetzt.

Der gesamte Außenraum des Hubringes 4 dient als Vorrats- oder Zwischen­ speicher für das Fördermedium, z. B. Getriebeöl oder dergleichen, und definiert so gleichzeitig einen Saugraum 14, aus welchem im oberen Bereich des Hubringes 4 durch die Ansaugöffnungen 9 das Fördermedium angesaugt wird.

Ein nicht dargestellter Regelmechanismus wirkt auf die Stellung des Hubringes 4 relativ zum Rotor 1 so, daß die Fördermenge als Funktion eines anderen Betriebsparameters, z. B. des Druckes verändert wird.

Die Fig. 2 und 3 entsprechen einem Schnitt durch Fig. 1 entlang der Linie II-II ohne den Rotor 1 und die Flügel 2.

Wie man erkennt, ist bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 im Bereich der Ansaugöffnungen 9 im Saugbereich und der Drucköffnungen 10 im Druckbereich 8 von der zylindrischen Innenwand des Hubringes 4 lediglich ein Steg 6 stehengeblieben, der als Führung und Anschlag für die Flügel 2 dient. Das Fördermedium, wie z. B. Motor- oder Getriebeöl, kann jedoch sowohl aus dem Saugraum 14 in radialer Richtung als auch aus der Zuleitung 19 in axialer Richtung in den Saugbereich 7 bzw. in das Volumen der jeweiligen Flügelzelle 5 in diesen Bereich einströmen.

Ebenso strömt im Druckbereich 8 das Fördermedium durch die radialen Drucköffnungen 10 in radialer Richtung aus in die Kammer 11 und von dort durch die Kammeraustrittsöffnung 12 in die Aussparung der Öffnung 13 des Gehäuses 3, von wo das Fördermedium durch die Druckleitung 20 weitergeleitet wird.

Selbstverständlich kann die Öffnung 13 im Gehäuse 3 in radialer Richtung auch so aufgeweitet werden, daß sie mit dem Druckbereich 8 überlappt, so daß das Fördermedium auch in axialer Richtung aus dem Druckbereich 8 direkt in die Öffnung 13 ausgestoßen wird.

Aus dem Zusammenhang der Fig. 1 und 2 erkennt man, daß es trotz der radialen Ansaugöffnungen 9 und der Drucköffnungen 10 im Hubring dennoch keine direkte Verbindung zwischen dem Saugraum 14 und der Kammer 11 gibt, da die in Fig. 1 schraffierten Flächen (Stirnflächen) und ebenso die entsprechenden Flächen auf der gegenüberliegenden Seite von Hubring 4, Rotor 1 und Flügeln 2 im wesentlichen abgedichtet aber gleitbar an den gegenüberliegenden Innenflächen 16 des Gehäuses 3 anliegen.

In vorteilhafter Weise erhält man mit dieser Ausgestaltung erheblich vergrößerte Ein- und Ausströmquerschnitte für den Saugbereich 7 bzw. den Druckbereich 8 der Pumpe, so daß diese auch mit relativ hohen Drehzahlen störungsfrei und insbesondere vibrations- und geräuscharm sowie störkraftfrei betrieben werden kann.

Fig. 3 ist eine Darstellung ähnlich Fig. 2 für eine Ausführungsform, bei der anstelle nur eines einzigen Steges 6 (Fig. 2) drei Stege 6′ des Hubringes 4 im Bereich der Ansaugöffnungen 9 bzw. der Drucköffnungen 10 stehengeblieben sind. Bei einer solchen Ausführungsform verlaufen die Stirnflächen 15 des Hubringes 4 entlang des gesamten Umfanges des Hubringes 4 und liegen an den Innen­ flächen 16 des Gehäuses 3 an. Auch hier sind jedoch sowohl radiale Ansaugöffnungen 9 als auch axiale Ansaugöffnungen 17 zum Saugraum 14 vorgesehen. Auf der Druckseite sind nur radiale Drucköffnungen 10 des Hubringes 4 vorgesehen, wobei jedoch auch bei dieser Ausführungsform die Öffnung 13 in Richtung auf die Achse 21 ausgedehnt werden könnte, bis sie mit dem Druckbereich 8 überlappt, so daß auch hier das Fördermedium zusätzlich in axialer Richtung austreten könnte.

Zweckmäßigerweise wird der Hubring 4 so hergestellt, daß er einstückig auch die Kammer 11 umschließt.

Der Hubring 4 hat dann zwar eine etwas kompliziertere Gestalt als dies bei herkömmlichen Pumpen der Fall ist, wo der Hubring im wesentlichen ein einfacher Hohlzylinder ist. Dies wird jedoch bei weitem wettgemacht durch eine erhebliche Ausdehnung des Drehzahlbereiches, in welchem eine so modifizierte Flügelzellempumpe verwendet werden kann. Während die erwähnten herkömmlichen Flügelzellenpumpen aufgrund der geschilderten Probleme oberhalb von 2000 U/min nur mit Schwierigkeiten zu betreiben sind, sind mit der Flügelzellen­ pumpe gemäß der vorliegenden Erfindung bei gleicher Förderleistung im unteren Drehzahlbereich auch ohne Drehzahlen von 4000 U/min und darüber ohne weiteres zu fahren.

Die gleichen Vorteile lassen sich auch mit einer anderen Ausführungsform der Erfindung erzielen, bei welcher die Kammer nicht einstückig mit dem Hubring ausgebildet, jedoch abgedichtet mit dem Hubring in Eingriff steht. Fig. 4 zeigt ein Beispiel einer solchen Ausführungsform, bei welcher der Hubring um eine bezüglich des Gehäuses 33 feste Achse 50 schwenkbar gelagert ist. In Fig. 4 sind die den vorher beschriebenen Ausführungsformen entsprechenden Teile mit um Dreißig (30) erhöhten Bezugszahlen gekennzeichnet.

Das Gehäuse 33 bildet einen Hohlraum, in welchem Hubring 34 und Rotor 31 aufgenommen sind. Die Schnittebene in Fig. 4 ist wiederum die gleiche wie in Fig. 1, d. h. die schraffiert dargestellten Flächen sind die Stirnflächen von Hubring 34, Rotor 31 und Flügeln 32, welche an einer der planparallelen gegenüberliegenden Innenflächen des vom Gehäuse 33 gebildeten Hohlraums im wesentlichen dicht aber gleitbar anliegen.

Im Gegensatz zu den Ausführungsformen gemäß Fig. 1 bis 3 ist in diesem Falle jedoch die Kammer 41 nicht einstückig oder fest verbunden mit dem Hubring 34, sondern als Verlängerung des vom Gehäuse 33 gebildeten Hohlraumes gestaltet. Im Unterschied zu den vorgenannten Ausführungsformen, bei welchen der gesamte, den Hubring umgebende Hohlraum einen Saugraum 14 bildete, ist hier also der entsprechende Hohlraum in einen Saugraum 44 und die Kammer 41 aufgeteilt, wobei teilzylindrische Gleitdichtflächen 51, 52 dafür sorgen, daß sowohl eine wirksame Trennung bzw. Abdichtung dieser beiden Räume 44, 41 gegenein­ ander erfolgt, als auch eine Verschwenkbewegung des Hubringes um die Achse 50 relativ zum Rotor 31 und damit auch relativ zum Gehäuse 33 und der Kammer 41 möglich ist.

Die Funktionsweise dieser Ausführungsform ist ansonsten derjenigen der vorbeschriebenen Ausführungsformen sehr ähnlich. Durch die asymmetrische Verschiebung des Hubringes 34 relativ zum Rotor 31 werden ein Saugbereich 37 und ein Druckbereich 38 in dem Zwischenraum zwischen Rotor 31 und Hubring 34 ausgebildet, so daß durch die radiale Ansaugöffnung 39 aus dem Saugraum 44 beim Drehen des Rotors 31 mit den Flügeln 32 Flüssigkeit angesaugt und durch radiale Drucköffnungen 40 (Ausstoßöffnungen) in die Kammer 41 ausgestoßen wird. Von dort kann die Flüssigkeit dann durch eine großzügig bemessene axiale Öffnung 43 in eine im Gehäuse ausgebildete Leitung bzw. durch das Gehäuse 33 hindurch austreten. Wegen der einstückigen Ausbildung der Wände der Kammer 41 mit dem Gehäuse 33 fällt hier die Austrittsöffnung der Kammer 41 mit der Öffnung 43 des Gehäuses zusammen.

Die teilzylindrischen Gleitdichtflächen 51, 52, die einerseits am Hubring 34, andererseits an einem stufenförmigen Absatz an gegenüberliegenden Innenwänden des Gehäuses ausgebildet sind, haben die Krümmungs- bzw. Zylinderachse die Schwenkachse 50 des Hubringes, so daß die Flächen 51, 52 beim Verschwenken des Hubringes 34 entlang der durch den Doppelpfeil 48 angedeuteten Richtung die Flächen 51, 52 immer dichtend aufeinander gleiten. Auf diese Weise werden der Saugraum 44 und die Kammer 41 wirksam voneinander getrennt. Gleichzeitig werden auch bei hohen Drehzahlen der Pumpe durch die großen radialen Drucköffnungen 40 Druckspitzen und Rückwirkungen auf den Stellmechanismus des Hubringes 34 vermieden. Form und Anordnung der Drucköffnung 40 bzw. mehrerer Drucköffnungen 40 sind weitgehend beliebig und können beispielsweise ähnlich den Ausführungsformen gemäß Fig. 2 und 3 gestaltet sein.

Claims (7)

1. Regelbare Flügelzellenpumpe mit in einem Rotor (1) radial verschiebbar gelagerten Flügeln (2), einem Gehäuse (3) und mit einem Rotor (1) und Flügel (2) umgebenden Hubring (4), dessen Stirnflächen (15) abgedichtet an axialer gegenüber­ liegenden Innenflächen (16) des Gehäuses (3) anliegen, wobei zwischen Rotor (1) und Hubring (4) ein von den Flügeln (2) überstrichener Pumpraum (Saugbereich (7), Druckbereich (8)) definiert wird, der Ansaugöffnungen (9) und Drucköffnungen (10) hat, und wobei die Exzentrizität des Hubringes (4) relativ zum Rotor (1) in radialer Richtung zwecks Regelung der Fördermenge einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubring (4) druckseitig radiale Drucköffnungen (10) auf­ weist, welche in eine radiale außerhalb des Druckbereichs (8) liegenden Kammer (11) münden, die ihrerseits mindestens eine Austrittsöffnung (12) zu entsprechenden Öffnungen (13) des Gehäuses (3) bzw. durch dieses hindurch aufweist, und daß die Kammer (11) mit dem Hubring (4) fest und vorzugsweise einstückig verbunden ist, wobei die Kammer (11) mindestens eine axiale Drucköffnung (10) hat, welche in mindestens eine entsprechende Öffnung (13) in mindestens einer der gegenüberliegenden Gehäusewände mündet.

2. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Ansaugöffnungen (9) radial im Hubring (4) vorgesehen sind.

3. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das außerhalb des Hubringes (4) und der zweiten Kammer (11) vorhandene freie Innenvolumen des Gehäuses (3) als das Fördermedium aufnehmender Saugraum (14) vorgesehen ist.

4. Flügelzellenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich axiale Saug- und/oder Drucköffnungen des Pumpraumes (Saugbereich (7), Druckbereich (8)) durch entsprechende Aussparungen bzw. Öffnungen in den Gehäusewänden vorgesehen sind.

5. Regelbare Flügelzellenpumpe mit in einem Rotor (31) radial verschiebbar gelagerten Flügeln (32), einem Gehäuse (33) und mit einem Rotor (31) und Flügel (32) umgebenden Hubring (34), dessen Stirnflächen abgedichtet an axial gegenüberliegenden Innenflächen des Gehäuses (33) anliegen, wobei zwischen Rotor (31) und Hubring (34) ein von den Flügeln (32) überstrichener Pumpraum (Saugbereich (7), Druckbereich (8)) definiert wird, der Ansaugöffnungen (39) und Drucköffnungen (40) hat, und wobei der Hubring (34) um eine zur Rotorachse parallele Achse (50) schwenkbar gelagert ist, wodurch die Exzentrizität des Hubringes (34) relativ zum Rotor (31) in radialer Richtung zwecks Regelung der Fördermenge einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubring (34) druckseitig radiale Drucköffnungen (40) aufweist, welche in eine radial außerhalb des Druckbereiches (38) liegende Kammer (41) münden, die ihrerseits mindestens eine Öffnung (34) zum Gehäuse (33) hin bzw. durch dieses hindurch aufweist, daß die Kammer (41) bezüglich des Gehäuses (33) ortsfest angeordnet ist und daß außerhalb der Drucköffnungen (40) am Hubring (34) und den die Kammer (42) begrenzenden Wänden teilzylindrische und aufeinander gleitende konvexe (51) und konkave Dichtflächen (52) vorgesehen sind, deren gemeinsame Krümmungs­ achse mit der Schwenkachse (50) zusammenfällt.

6. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (42) als bezüglich des Rotors (31) radiale Erweiterung des Gehäuses (33) ausgebildet ist.

7. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß konkave Dichtflächen (52) an je einem stufenförmigen Absatz von gegenüber­ liegenden Innenwände des den Hubring (34) umgebenden Gehäuses (33) ausgebildet sind.