DE4019097A1 - Fluegelzellenpumpe - Google Patents

Description

Eine Flügelzellenpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 ist bereits aus der US-PS 25 11 573 bekannt. In dieser Konstruktion sind den Rotor, die Flügel und den Kurvenring einschließende, mit Buchsen einteilig ausgeführte Stirnplatten vorgesehen, in welche mit einem Auslaßkanal verbundene Drucköffnungen 38 (Fig. 6) eingearbeitet sind. An die Drucköffnungen 38 schließen schmale Entlastungsnuten 52 (Fig. 2) an. Diese Entlastungsnuten haben die Aufgabe, beim Umsteuern der Arbeitsräume von der Saug- in die Druckseite möglichst geringe Druckänderungsgeschwindigkeiten zu bewirken. Durch diese Maßnahmen kann man Druckspitzen senken, wobei sich gleichzeitig das Laufgeräusch der Pumpe verringert.

In der DE-PS 32 19 468 ist weiterhin eine Flügelzellenpumpe beschrieben, in deren in das Gehäuse eingearbeitete Drucköffnungen Entlastungskerben (Fig. 5) eingearbeitet sind.

Gegenüber dem angeführten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, die Wirkung der Druckentlastungskerben zu verbessern, um damit die Geräuschentwicklung noch weiter zu senken.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Ansprüchen 1 bis 3. Nach der Erfindung arbeitet man in die seitlichen, an den Stirnplatten anliegenden Stirnflächen der Flügel kleine Aussparungen ein, die beim Ölausstoß der Arbeitskammern in Höhe der Entlastungskerben der Drucköffnungen zu liegen kommen. Diese Aussparungen liegen in Bewegungsrichtung der Flügel und lassen sich durch eine Einfräsung oder einen Einschliff als Kerben herstellen. Die wirksame Flügelbreite reduziert sich daher im Bereich der Aussparung auf einen Mindestwert. Da sich die Aussparungen oder Kerben in Richtung zur Stirnfläche der Flügel erweitern, erhält man zusammen mit den Entlastungskerben einen großen Übertrittsquerschnitt bei geringster Wandreibung. Dies ist der Grund dafür, daß die als sogenannte Vorsteuerdrosselstellen wirksamen Aussparungen über einen großen Betriebstemperaturbereich hinweg nahezu denselben Durchflußwiderstand haben. Die geringe Viskosität- bzw. Temperaturabhängigkeit zwischen den Entlastungskerben bzw. Nuten der Stirnplatten und den Aussparungen der Flügel wirkt sich insbesondere innerhalb eines Betriebsbereiches von +10 bis +80°C voll aus. Die Strömung legt sich in den Vorsteuerdrosselstellen nicht an, sondern bleibt turbulent. Dies ist vorteilhaft im Temperatureinsatzbereich von Lenkhilfspumpen zwischen -30 bis ca. +100°C. Speziell während der Kaltstartphase bis ca. 20°C Öltemperatur werden die Vorsteuerdrosselstellen gemäß der Erfindung aufgrund ihrer viskositätsunabhängigen Gestaltung voll wirksam.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen vereinfachten Querschnitt durch eine Flügelzellenpumpe;

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Flügel in vergrößerter Darstellung;

Fig. 3 die Seitenansicht auf eine Stirnfläche des Flügels nach Fig. 2;

Fig. 4 einen Teilschnitt durch die miteinander zusammenwirkenden Entlastungskerben und Aussparungen an einer Stirnplatte bzw. an einem Flügel, ebenfalls in vergrößerter Darstellung.

Nach Fig. 1 nimmt ein Pumpengehäuse 1 ein aus einem Kurvenring 2, einem Rotor 3 und in Schlitzen 4 des Rotors 3 geführten Flügeln 5 bestehendes Pumpenpaket auf. Dieses Pumpenpaket 2, 3, 5 sitzt in bekannter Weise zwischen zwei seitlichen Stirnplatten 6 und 6A, von denen die eine Stirnplatte auch in die Gehäusewand integriert sein kann. Eine der Stirnplatten 6 liegt hinter dem Pumpenpaket und ist deshalb in Fig. 1 teilweise durch den Rotor 3 und den Kurvenring 2 verdeckt. Die andere Stirnplatte 6A (Fig. 4) liegt unsichtbar vor dem Pumpenpaket. Ein an einen Tank angeschlossener Öleinlaß 7 steht über Kanäle 8 und 10 mit Zulauföffnungen 11 bzw. 12 in Verbindung. Diese Zulauföffnungen 11, 12 münden in zwischen den Flügeln 5 liegende Arbeitskammern 13, die das angesaugte Öl - bei einer Rotordrehung gegen den Uhrzeigersinn (siehe Pfeil) - zu Drucköffnungen 14, 15 in der Stirnplatte 6 schieben. Die Drucköffnungen 14, 15 befinden sich in gleicher Winkellage auch in der gegenüberliegenden, in Fig. 1 nicht sichtbaren Stirnplatte 6A und haben über die Arbeitskammern 13 miteinander Verbindung. Ein nicht sichtbares Kanalsystem führt das unter Druck stehende Öl zu einem Auslaß und von diesem über einen Leitungsanschluß zu einem Verbraucher. Die auswärts gleitenden Flügel 5 sind, wie allgemein üblich, auf ihrer Unterseite vom Förderdruck beaufschlagt, wodurch man eine gute Abdichtung in der Kurvenbahn des Kurvenringes 2 erreicht. Eine mit einer Kerbverzahnung versehene Antriebswelle 9 treibt den Rotor 3 an. Die Stirnplatten 6, 6A und der Kurvenring 2 sind durch einen Paßstift 16 in ihrer Lage zueinander genau fixiert.

Die Drucköffnungen 14 und 15 weisen Entlastungskerben 17 bzw. 18 auf, die dazu dienen, das beim Förderhub in den Arbeitskammern 13 eingeschlossene Drucköl mit möglichst geringer Druckänderungsgeschwindigkeit in die Drucköffnungen eintreten zu lassen. Man schafft zu den verhältnismäßig großen Drucköffnungen kleine Übergangsquerschnitte, die eine Streckung der Ausschiebezeit bewirken. Auf diese Weise lassen sich Druckspitzen und damit auch Geräusche abbauen.

Bis hierher ist die Pumpe bekannt.

Nach der Erfindung weisen seitliche Stirnflächen 20 und 21 der Flügel 5 (Fig. 2 und 3), die zwischen den beidseitig anliegenden Stirnplatten 6, 6A geführt sind, Aussparungen 22 und 23 auf. Diese Aussparungen 22, 23 korrespondieren beim Druckhub, wenn die Flügel 5 in ihren Schlitzen 4 nach außen gleiten, mit den Entlastungskerben 17 und 18 bzw. 17A und 18A. Durch die Aussparungen 22, 23 läßt sich die wirksame Flügelbreite in diesem Bereich auf einen Mindestwert verringern. Dies bedeutet eine viel geringere Viskositäts- bzw. Temperaturabhängigkeit an den aus den Kerben und den Aussparungen gebildeten Vorsteuerdrosselstellen (Fig. 4). Die beiden etwa gleichgerichteten Pfeile einer Vorsteuerdrosselstelle zeigen die Hauptströmung des in den Arbeitskammern 13 der Flügel 5 geförderten Drucköls beim sogenannten "Anschneiden" der Drucköffnungen 14. Regelt man im Verbraucher einen Druck an, so gibt es einen geringen Ölrückstrom (entgegengerichteter Pfeil), bis sich der jeweils wirksame Verbraucherdruck in der Arbeitskammer 13 einstellt.

Da die Dicke der Flügel 5 vom Pumpendruck und dem Flügelhub abhängig ist, kann man häufig keine schmalen Flügel verwenden. Andererseits zeigen dickere Flügel durch ihre größere Masse und der damit größeren Fliehkraftwirkung beim Kaltstart-Anlaufverhalten deutliche Vorteile. Durch die Aussparungen 22, 23 der Flügel 5 kann man beide Vorteile miteinander verknüpfen.

Bezugszeichen

 1 Pumpengehäuse
 2 Kurvenring
 3 Rotor
 4 Schlitze
 5 Flügel
 6 Stirnplatte
 6A Stirnplatte
 7 Öleinlaß
 8 Kanal
 9 Antriebswelle
10 Kanal
11 Zulauföffnung
12 Zulauföffnung
13 Arbeitskammern
14 Drucköffnung
15 Drucköffnung
16 Paßstift
17 Entlastungskerbe
17A Entlastungskerbe
18 Entlastungskerbe
19 -
20 Stirnfläche von 5
21 Stirnfläche von 5
22 Aussparung
23 Aussparung

Claims (4)

1. Flügelzellenpumpe, insbesondere für Hilfskraftlenkungen, mit folgenden Merkmalen:

• - in einem Gehäuse sitzt ein Kurvenring, in welchem sich ein geschlitzter Rotor mit darin radial verschieblichen Flügeln dreht;
• - die Flügel sind axial zwischen losen oder gehäusefesten Stirnplatten eingesetzt zur Begrenzung von zwischen den Flügeln befindlichen und mit diesen umlaufenden Arbeitskammern;
• - in die Arbeitskammern strömt im Bereich von Zulauföffnungen Drucköl ein, das im Bereich von mit einem Verbraucher in Verbindung stehenden Drucköffnungen ausgestoßen wird;
• - die in den Stirnplatten vorgesehenen Drucköffnungen weisen zum Abbau von Druckspitzen Entlastungskerben bzw. -nuten auf,

dadurch gekennzeichnet, daß in die seitlichen, an den Stirnplatten (6, 6A) anliegenden Stirnflächen (20, 21) der Flügel (5) Aussparungen (22, 23) eingearbeitet sind, die beim Ölausstoß in Höhe der Entlastungskerben (17, 18) liegen.

2. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (22, 23) durch Fräsen oder Schleifen als Kerben ausgeführt sind und die Kerben sich in Richtung zur Stirnfläche (20, 21) der Flügel (5) erweitern.

3. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (22, 23) an jedem Flügel (5) symmetrisch angeordnet sind.