DE4110392A1

DE4110392A1 - Rotationspumpe vom fluegel-typ

Info

Publication number: DE4110392A1
Application number: DE19914110392
Authority: DE
Inventors: Kimitoshi Kato; Hideaki Matsuba
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1990-03-29
Filing date: 1991-03-28
Publication date: 1991-10-02
Anticipated expiration: 2011-03-29
Also published as: JP2830342B2; DE4110392C2; JPH03281995A

Description

Die Erfindung betrifft eine Rotationspumpe vom Flügel-Typ und im besonderen eine solche Rotationspumpe wie sie für den Einsatz in einem Fahrzeuglenksystem geeignet ist.

Im allgemeinen umfaßt eine herkömmliche Rotationspumpe vom Flügel-Typ ein Statorgehäuse, einen innerhalb des Gehäuses ange ordneten Nockenring, eine Schubplatte sowie eine Druckplatte, die auf einander gegenüberliegenden Seiten des Nockenringes angeordnet sind, zur Bildung eines Pumpenraumes, eine Antriebswelle, die sich in den Pumpenraum durch die Schubplatte hineinerstreckt und drehbar innerhalb des Statorgehäuses gehalten ist, einen Rotor, der sich innerhalb des Pumpenraumes befindet und drehfest an der Antriebs welle gehalten ist, sowie eine Mehrzahl von in gleichmäßigem Abstand auf dem Umfang angeordneter Flügel, die radial verschieb bar in dem Körper des Rotors befestigt sind. Um den Durchsatz der Rotationspumpe vom Flügel-Typ zu erhöhen, ist vorgeschlagen worden, die Teile der Pumpe zu vergrößern oder eine Zwillings rotationspumpe vom Flügel-Typ vorzusehen, wobei die Zwillings pumpe koaxial auf der Antriebswelle innerhalb des gemeinsamen Statorgehäuses gehalten ist. Durch die Vergrößerung der Pumpe erhöht sich jedoch die Neigung zu einer unerwünschten Kavi tation hierin. Die Zwillings-Typ-Rotationspumpe erfordert je doch unausweichlich eine verlängerte Antriebswelle, um die Pumpenteile hierauf zu befestigen, wodurch es schwierig wird, die Pumpe in einem begrenzten Raum zu montieren.

Angesichts dieser Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Rotationspumpe vom Flügel-Typ zur Verfügung zu stellen, die einen kompakten Aufbau besitzt und im wesentlichen die gleiche Durchsatzkapazität einer herkömmlichen Zwillings rotationspumpe aufweist, ohne daß die vorgenannten Probleme auftreten.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkmale, wobei hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Rotationspumpe auf die Merkmale der Unteransprüche verwiesen wird.

Die Rotationspumpe gemäß der Erfindung umfaßt ein Statorgehäuse, ein Paar in axialem Abstand voneinander angeordnete Nockenringe, die innerhalb des Statorgehäuses gehalten sind, eine Schub platte, die an einem der Nockenringe befestigt ist, eine Zwischenplatte, die sich zwischen den Nockenringen befindet, eine Druckplatte, die an dem anderen Nockenring befestigt ist, eine Antriebswelle, die sich in einen ersten Pumpenraum, der in einem der Nockenringe zwischen der Schubplatte und der Zwischenplatte ausgebildet ist, sowie in einen zweiten Pumpen raum, der in dem anderen Nockenring zwischen der Zwischenplatte und der Druckplatte ausgebildet ist, hineinerstreckt, ein Paar im Abstand voneinander angeordnete Rotoren, die in jeweils einem Pumpenraum angeordnet und drehfest mit der Antriebswelle verbunden sind, sowie eine Mehrzahl um den Umfang in gleich mäßigem Abstand voneinander angeordnete Flügel, die radial ver schiebbar in den jeweiligen Körpern der Rotoren gehalten sind, wobei die Nockenringe, die Schubplatte, die Zwischenplatte sowie die Druckplatte von einer Niederdruckkammer, die inner halb des Statorgehäuses ausgebildet ist, umgeben sind, während die Druckplatte an eine Hochdruckkammer angrenzt, die in dem Statorgehäuse ausgebildet ist, und die Schubplatte, die Zwischen platte und die Druckplatte jeweils Ansaugschlitze tragen, die in offener Verbindung zur Niederdruckkammer stehen, während ein Auslaßschlitz zur Fluidverbindung mit der Hochdruckkammer vorgesehen ist.

Beim tatsächlich praktischen Einsatz der Erfindung tragen vor zugsweise die Nockenringe jeweils eine Axialbohrung zur Bildung einer Fluidverbindung zwischen den Auslaßschlitzen der Schub platte und der Zwischenplatte sowie zwischen den Auslaß schlitzen der Zwischenplatte und der Druckplatte.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und erfindungswesentliche Merk male ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer be vorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rotations pumpe, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Dabei zeigen im einzelnen:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch die Rotationspumpe vom Flügel-Typ gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Vorderansicht eines in Fig. 1 gezeigten Nockenringes,

Fig. 3 die Vorderansicht der in Fig. 1 wiedergegebenen Schubplatte,

Fig. 4 einen Querschnitt entlang der Schnittlinie IV-IV der Fig. 3,

Fig. 5 die Vorderansicht der in Fig. 1 dargestellten Zwischenplatte,

Fig. 6 einen Querschnitt entlang der Schnittlinie VI-VI der Fig. 5,

Fig. 7 die Vorderansicht der in Fig. 1 gezeigten Druck platte,

Fig. 8 einen Querschnitt entlang der Schnittlinie VIII-VIII der Fig. 7 und

Fig. 9 einen Querschnitt entlang der Schnittlinie IX-IX der Fig. 7.

In Fig. 1 der Zeichnungen ist eine Rotationspumpe vom Flügel- Typ wiedergegeben, deren Statorgehäuse 10 mit einem her kömmlichen Strömungssteuerventil V in der Umfangswandung ver sehen ist. Die Rotationspumpenanordnung umfaßt ein Paar in einem axialen Abstand voneinander angeordnete Nockenringe 10, 12, eine Schubplatte 13, die an dem linken Nockenring 11 ge halten ist, eine Zwischenplatte 14, die zwischen den Nocken ringen 11 und 12 angeordnet ist, eine Druckplatte 15, die an dem rechten Nockenring 12 gehalten ist, ein Paar in einem axialen Abstand voneinander angeordnete Rotoren 16, 17, die jeweils zwischen der Schubplatte 13 und der Zwischenplatte 14 bzw. zwischen der Zwischenplatte 14 und der Druckplatte 15 angeordnet sind, sowie eine Mehrzahl auf dem Umfang in gleich mäßigem Abstand voneinander angeordnete Flügel 18, die radial verschiebbar in den jeweiligen Körpern der Rotoren 16 und 17 gehalten sind. Die Schubplatte 13, die Nockenringe 11 und 12, die Zwischenplatte 14 und die Druckplatte 15 sind von einer Niederdruckkammer R1 umgeben, die in dem Statorgehäuse 10 ausgebildet ist, während die Druckplatte 15 einer Hochdruck kammer R2 gegenüberliegt, die in dem Statorgehäuse 10 ausge bildet ist. Die Niederdruckkammer R1 steht in offener Ver bindung mit einer Einlaßöffnung 10a sowie einer Rückführ leitung P1 des Strömungssteuerventils V, während die Hoch druckkammer R2 in offener Verbindung mit einer Auslaßöffnung 10b und einem Einlaß des Strömungssteuerventils V steht.

Die Nockenringe 11 und 12 besitzen die gleiche Ausbildung, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Die Nockenringe 11 und 12 tragen jeweils ein Paar einander diametral gegenüberliegende axiale Ausnehmungen 11a, 11b, durch welche ein Paar von Sperrstiften (nicht gezeigt) hindurchgreift, um die Nockenringe 11 und 12 innerhalb des Statorgehäuses 10 in ihrer Position zu halten. Die Nockenringe 11 und 12 tragen jeweils außerdem ein Paar diametral einander gegenüberliegende axiale Öffnungen 11c, 11d sowie ein Paar einander diametral gegenüberliegende kleine Axialausnehmungen 11e und 11f. Wie die Fig. 3 und 4 zeigen, besitzt die Schubplatte 13 ein Paar einander diametral gegen überliegender Auslaßschlitze 13a und 13b, ein Paar einander diametral gegenüberliegender Ansaugschlitze 13c und 13d sowie eine Ringnut 13e, die einer Endfläche des linken Rotors 16 gegenüberliegen. Die Ringnut 13e ist vorgesehen, um die Fluid strömung zu jedem Fußende der radialen Flügelnuten 16a zu führen, die in dem Körper des Rotors 16 ausgebildet ist. Die Schubplatte 13 trägt außerdem ein Paar einander diametral gegenüberliegender axialer Öffnungen 13f und 13g, durch welche die Sperrstifte gesteckt werden, die die Schubplatte 13 an ihrem Platz in dem Statorgehäuse 10 halten. Die Auslaßschlitze 13a und 13b sind jeweils an ihrer äußeren Peripherie mit kleinen und großen Ausnehmungen versehen, um eine Fluidverbindung mit den Axialbohrungen 11e, 11c sowie 11f und 11d des Nocken ringes 11 zu bilden. Wie die Fig. 4 zeigt, trägt die Schub platte 13 Ausnehmungen auf ihrer linken und rechten Seite, um einen Fluidstrom von der Niederdruckkammer R1 den Saug schlitzen 13c und 13d zuzuführen.

Wie den Fig. 5 und 6 entnehmbar ist, trägt die Zwischen platte 14 ein Paar einander diametral gegenüberliegender Auslaßschlitze 14a, 14b, die den Auslaßschlitzen 13a, 13b der Schubplatte 13 entsprechen, sowie ein Paar einander dia metral gegenüberliegender Ansaugöffnungen 14c, 14d, die den Ansaugöffnungen 13c, 13d der Schubplatte 13 entsprechen, um die Fluidströmung von der Niederdruckkammer R1 zuzuführen. Die Zwischenplatte 14 trägt außerdem auf einer Endfläche eine Ringnut 14e zur Zuführung des Fluidstromes zu jedem Fußende der Radialflügelnuten 17a, die in dem Körper des Rotors 17 ausgebildet sind, sowie ein Paar einander diametral gegenüber liegender axialer Bohrungen 14g, 14h, durch welche Sperrstifte eingesetzt werden, um die Zwischenplatte 14 an ihrem Platz in dem Statorgehäuse 10 zu halten. Die Zwischenplatte 14 ist darüber hinaus an einer Endfläche mit einem Paar einander diametral gegenüberliegender halbkreisförmiger Nuten 14f₁ ver sehen, um die Strömung des Auslaßfluids zu jedem Fußende der Radialflügelnuten 16a in dem Körper des Rotors 16 zu führen. Wie die Fig. 5 und 6 zeigen, trägt die Zwischenplatte 14 ein Paar einander diametral gegenüberliegender halbkreisförmiger Axialausnehmungen 14f₂. Die Auslaßschlitze 14a, 14b sind je weils an ihrer äußeren Peripherie mit großen und kleinen Aus nehmungen versehen, zur Fluidverbindung mit den axialen Aus nehmungen 11c, 11d, 11e, 11f in dem Nockenring 11 und mit den entsprechenden Axialausnehmungen im Nockenring 12.

Wie die Fig. 1 zeigt, steht die Druckplatte 15 unter der Last einer Schraubendruckfeder S in Richtung nach links, um den rechten Nockenring 12 in Richtung auf die Zwischenplatte 14, den linken Nockenring 11 und die Druckplatte 13 zu drücken. Entsprechend der Darstellung in den Fig. 7, 8 und 9, trägt die Druckplatte 15 ein Paar einander diametral gegenüberliegender Auslaßschlitze 15a, 15b, die den Auslaßschlitzen 14a, 14b der Zwischenplatte 14 entsprechen, sowie ein Paar einander dia metral gegenüberliegender Ansaugschlitze 15c, 15d zur Fluid verbindung mit der Niederdruckkammer R1. Die Druckplatte 15 ist außerdem mit vier über den Umfang in gleichmäßigem Ab stand voneinander angeordneten halbkreisförmigen Schlitzen 15e versehen, durch welche die Strömung des Auslaßfluids zu jedem Fußende der Radialflügelnuten 17a im Körper des Rotors 17 ge führt wird, sowie ein Paar einander gegenüberliegender Axial öffnungen 15f, 15g, durch welche die Sperrstifte gesteckt sind, um die Druckplatte 15 in ihrer Position innerhalb des Stator gehäuses 10 zu halten. Die Auslaßschlitze 15a, 15b sind an ihrer äußeren Peripherie mit kleinen und großen Ausnehmungen versehen, zur Fluidverbindung mit den Axialausnehmungen des Nockenringes 12, die den axialen Öffnungen 11c, 11d, 11e, 11f des Nocken ringes 11 entsprechen, gemäß der Darstellung in Fig. 2. Wie die Fig. 9 zeigt, trägt die Druckplatte 15 eine Ausnehmung an ihrer rechten und linken Seite, zur Einführung der Fluid strömung von der Niederdruckkammer R1 in die Saugschlitze 15c und 15d.

Wie die Fig. 1 zeigt, befinden sich die Rotoren 16 und 17 je weils in einem ersten Pumpenraum, der im linken Nockenring 11 zwischen der Schubplatte 13 und der Zwischenplatte 14 ausge bildet ist, bzw. einem zweiten Pumpenraum, der in den rechten Nockenring 12 zwischen der Zwischenplatte 14 und der Druckplatte 15 ausgebildet ist. Die Rotoren sind auf einer einzigen An triebswelle 19 drehfest gehalten. Die Antriebswelle 19 erstreckt sich in die Pumpenräume hinein durch die Schubplatte 13 und ist drehbar innerhalb des Statorgehäuses 10 gehalten.

Geht man davon aus, daß die Rotoren 16 und 17 durch die Rotation der Antriebswelle 19 gedreht werden, so wird das Fluid von der Niederdruckkammer R1 in die Pumpenräume durch die jeweiligen Ansaugschlitze 13c, 13d, 14c, 14d, 15c, 15d der Schubplatte 13, der Zwischenplatte 14 bzw. der Druckplatte 15 angesaugt und in den jeweiligen Nockenringen 11 und 12 komprimiert, zur Abgabe in die Hochdruckkammer R2 durch die Auslaßschlitze 13a, 13b, 14a, 14b, 15a, 15b. Bei einem solchen Betrieb der Rotationspumpe wird das unter Druck stehende Fluid, das den Auslaßschlitzen 13a, 13b der Schubplatte 13 zugeführt wird, in die Auslaßschlitze 14a, 14b der Zwischenplatte 14 durch die Axialöffnungen 11c, 11e, 11d, 11f des Nockenringes 14 geleitet und vereinigt sich mit dem unter Druck stehenden Fluid, das den Auslaßschlitzen 14a, 14b der Zwischenplatte 14 direkt von den Pumpenräumen zugeführt wird. Das zusammengeführte, unter Druck stehende Fluid wird weiterhin den Auslaßschlitzen 15a, 15b der Druckplatte 15 durch die entsprechenden Axial öffnungen des Nockenringes 12 zugeführt und vereinigt sich mit dem unter Druck stehenden Fluid, das den Auslaßschlitzen 15a, 15b der Druckplatte 15 direkt von dem rechten Pumpenraum zuge führt wird. Somit wird das vereinigte unter Druck stehende Fluid von den Auslaßschlitzen 15a, 15b der Druckplatte 15 der Hochdruckkammer R2 zugeführt.

Bei der beschriebenen Rotationspumpe vom Flügel-Typ kann die Zwischenplatte 14 ausgelegt werden als Druckplatte für den linken Nockenring 11 und als Schubplatte für den rechten Nockenring 12. Dies ist zweckmäßig für die Reduktion der Teile zahl der Rotationspumpenanordnung. Da die jeweiligen Auslaß schlitze 13a, 13b, 14a, 14b, 15a, 15b der Schubplatte 13, der zwischenplatte 14 und der Druckplatte 15 eine Fluidverbindung mit der einzigen Hochdruckkammer R2 bilden, kann die Rotations pumpenanordnung mit einer geringen axialen Länge bei niedrigen Kosten ausgebildet werden. Obwohl bei der beschriebenen Aus führungsform die Axialöffnungen 11c, 11d, 11e, 11f in den je weiligen Nockenringen 11 und 12 ausgebildet sind, zur Er höhung des Pumpenwirkungsgrades, läßt sich die Erfindung auch ausführen ohne die Axialöffnungen in den Nockenringen 11 und 12.

Zusammenfassend umfaßt die Rotationspumpe vom Flügel-Typ ein Statorgehäuse, ein Paar in axialem Abstand angeordnete Nockenringe, die innerhalb des Statorgehäuses gehalten sind, eine Schubplatte, die an einem der Nockenringe befestigt ist, eine Zwischenplatte, die sich zwischen den Nockenringen be findet, eine Druckplatte, die an dem anderen Nockenring be festigt ist, eine Antriebswelle, die sich in einen ersten Pumpenraum, der in einem der Nockenringe zwischen der Schub platte und der Zwischenplatte ausgebildet ist, sowie in einen zweiten Pumpenraum, der in dem anderen Nockenring zwischen der Zwischenplatten und der Druckplatte ausgebildet ist, hinein erstreckt, ein Paar im Abstand voneinander angeordnete Rotoren, die in jeweils einem Pumpenraum angeordnet und drehfest mit der Antriebswelle verbunden sind, sowie eine Mehrzahl um den Umfang in gleichmäßigem Abstand voneinander angeordnete Flügel, die radial verschiebbar in dem jeweiligen Körper der Rotoren ge halten sind, wobei die Nockenringe, die Schubstange, die Zwischenplatte sowie die Druckplatte von einer Niederdruck kammer, die innerhalb des Statorgehäuses ausgebildet ist, umgeben sind, während die Druckplatte an eine Hochdruckammer angrenzt, die in dem Statorgehäuse ausgebildet ist, und die Schubplatte, die Zwischenplatte und die Druckplatte jeweils Ansaugschlitze tragen, die in offener Verbindung zur Nieder druckkammer stehen, während ein Auslaßschlitz zur Fluidver bindung mit der Hochdruckkammer vorgesehen ist.

Es soll an dieser Stelle noch einmal ausdrücklich angegeben werden, daß es sich bei der vorangehenden Beschreibung ledig lich um eine solche beispielhaften Charakters handelt und daß verschiedene Abänderungen und Modifikationen möglich sind, ohne dabei den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Rotationspumpe vom Flügel-Typ gekennzeichnet durch:
ein Statorgehäuse (10),
ein Paar in axialem Abstand voneinander angeordnete Nockenringe (11, 12), die innerhalb des Statorgehäuses (10) gehalten sind,
eine Schubplatte (13), die an einem der Nockenringe (11) be festigt ist,
eine Zwischenplatte (14), die sich zwischen den Nockenringen (11, 12) befindet,
eine Druckplatte (15), die an dem anderen Nockenring (12) be festigt ist,
eine Antriebswelle (19), die sich in einen ersten Pumpenraum, der in einem der Nockenringe (11) zwischen der Schubplatte (13) und der Zwischenplatte (14) ausgebildet ist, sowie in einen zweiten Pumpenraum, der in dem anderen Nockenring (12) zwischen der Zwischenplatte (14) und der Druckplatte (15) ausgebildet ist, hineinerstreckt,
ein Paar in einem Abstand voneinander angeordnete Rotoren (16, 17), die in jeweils einem Pumpenraum angeordnet und dreh fest mit der Antriebswelle (19) verbunden sind, sowie,
eine Mehrzahl um den Umfang in gleichmäßigem Abstand vonein ander angeordnete Flügel (18), die radial verschiebbar in den jeweiligen Körpern der Rotoren (16, 17) gehalten sind,
wobei die Nockenringe (11, 12), die Schubplatte (13), die Zwischenplatte (14) sowie die Druckplatte (15) von einer Nieder druckkammer (R1), die innerhalb des Statorgehäuses (10) aus gebildet ist, umgeben sind, während die Druckplatte (15) an eine Hochdruckkammer (R2) angrenzt, die in dem Statorgehäuse (10) ausgebildet ist, und die Schubplatte (13), die Zwischen platte (14) und die Druckplatte (15) jeweils Ansaugschlitze (13c, 13d, 14c, 14d, 15c, 15d) tragen, die in offener Ver bindung zur Niederdruckkammer (R1) stehen, während ein Auslaß schlitz (13a, 13b, 14a, 14b, 15a, 15b) zur Fluidverbindung mit der Hochdruckkammer (R2) vorgesehen ist.

2. Rotationspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenringe (11, 12) jeweils mit Axialöffnungen (11a bis 11f) versehen sind, zur Bildung einer Fluidverbindung zwischen den Auslaßschlitzen (13a, 13b, 14a, 14b) der Schubplatte (13) und der Zwischenplatte (14) und zwischen den Auslaßschlitzen (14a, 14b, 15a, 15b) der Zwischenplatte (14) und der Druckplatte (15).

3. Rotationspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckfeder (S) innerhalb der Hochdruckkammer (R2) des Statorgehäuses (10) angeordnet ist, die eine Kraft auf die Druckplatte (15) in Richtung auf die Nockenringe (11, 12), die Zwischenplatte (14) und die Schubplatte (13) ausübt.

4. Rotationspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubplatte (13), die Zwischenplatte (14) und die Druckplatte (15) jeweils ein Paar einander diametral gegen überliegender Auslaßschlitze (13c, 13d, 14c, 14d, 15c, 15d) tragen, die in Verbindung mit der Niederdruckkammer (R1) stehen, sowie jeweils ein Paar einander gegenüberliegender Auslaßschlitze (13a, 13b, 14a, 14b, 15a, 15b) zur Bildung einer Fluidverbindung mit der Hochdruckkammer (R2).