EP0101758A1 - Vane pump or motor - Google Patents
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- EP0101758A1 EP0101758A1 EP19820108045 EP82108045A EP0101758A1 EP 0101758 A1 EP0101758 A1 EP 0101758A1 EP 19820108045 EP19820108045 EP 19820108045 EP 82108045 A EP82108045 A EP 82108045A EP 0101758 A1 EP0101758 A1 EP 0101758A1
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- vane
- vane pump
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
- F01C21/08—Rotary pistons
- F01C21/0809—Construction of vanes or vane holders
- F01C21/0818—Vane tracking; control therefor
- F01C21/0854—Vane tracking; control therefor by fluid means
- F01C21/0863—Vane tracking; control therefor by fluid means the fluid being the working fluid
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C20/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines or engines
- F01C20/18—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines or engines characterised by varying the volume of the working chamber
- F01C20/22—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines or engines characterised by varying the volume of the working chamber by changing the eccentricity between cooperating members
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- F01C21/0809—Construction of vanes or vane holders
Definitions
- the invention relates to a vane pump or motor with the features a to e of claim 1.
- the enclosed volume of a shrinking cell space leads to a pressure rise, which can cause the wing adjacent to a low-pressure room to lift off the stroke curve, which not only results in leakage losses, but also the subsequent re-fitting of the wing head Makes noise.
- each wing has a hook-like projection, which acts as a differential pressure piston, so that the contact pressures of the wings can be controlled in a certain way.
- the disadvantages are the relatively complex construction and the fact that the pressure of the wings against the stroke curve in the area between the inlet and outlet, i.e. low pressure and high pressure, starts relatively late or a relatively large distance must remain between the kidney-shaped inlet opening and the assigned outlet opening, to get to the required pressure build-up.
- the invention solves the problem that a vane pump or machine with the features a) to e) just develops the required contact pressure of the wing on the cam ring, with hydraulic support. takes place precisely at the points where a seal is required, while no such additional hydraulic contact pressure is developed at other points. In this way, the mechanical friction loss of the machine is reduced.
- the vane pump contains a rotor 1 with slots 2 and foot spaces 3, which merge into one another at a stage 3a.
- one-piece wings 4 are guided, which have a wing head 5, a wing foot 6, further seen in the machine direction, a groove-shaped front channel 7 and a groove-shaped rear channel 9.
- the front channel 7. begins with a control edge 7a on the wing front and ends at the bottom of the wing root.
- the rear channel 9 begins at the wing head 5 and ends at a control edge 9a.
- the control edge 7a cooperates with the surface of the rotor 1 to open or close the channel 7 at about half the stroke of the wing.
- control edges 9a overlap with step 3a.
- the wing head 5 is asymmetrical, i.e. provided with a rounded wing tip, which can be arranged offset to the front, so that uneven head areas 5a, 5b are formed on both sides of the wing tip.
- the drawing also shows the inner contours of a cam ring 10, two kidney-shaped inlet openings 11, 12 and two kidney-shaped outlet openings 13, 14 indicated that each lead to a suction chamber or pressure chamber, not shown.
- two crescent-shaped delivery spaces 15, 16 are arranged, which are divided by the wings 4 into a plurality of moving cell spaces, which expand in the vicinity of the inlet openings 11, 12 in the direction of rotation of the rotor 1 shown and narrow in the vicinity of the outlet openings 13, 14.
- the rear channel 9 connects the footwell 3 to the inlet opening 11, so that when the rotor 1 rotates, the wing 4 in question can follow the lifting curve 10 under the action of the centrifugal force, the expanding footwell 3 via the channel 9 is filled with the inflowing hydraulic fluid.
- the control edge 9a of stage 3a and the control edge 7a approach the surface of the rotor 1, so that the channel 9 is blocked and the channel 7 is opened. The footwell 3 is therefore still filled.
- the wing 4 In phase ⁇ , the wing 4 has left the area of the inlet opening 11 and is approaching the outlet opening 13, ie a pressure builds up in the cell space 15 ⁇ , which passes through the channel 7 into the foot space 3 and hydraulically counteracts the wing 4 urges the cam ring 10.
- the wing 4 acts as a differential pressure piston, since the wing foot underside 6 and the head surface 5a are at increasing pressure, while the head surface 5b remains connected to the low pressure of the inlet side.
- the hydraulic contact pressure of the wing 4 is calculated from the difference between the areas 6 minus 5a, multiplied by the increasing difference in the pressures in front of and behind the wing.
- the pressure side is therefore well sealed by the suction side, and the better the higher the difference in pressures, the better.
- the pressure generated in the cell space 13b depends on the narrowing of the cell space and can reach peak values that are above the pressure in the outlet 13.
- phase ⁇ the differential pressure lying on the top surface 5b can therefore predominate and force the wing 4 inwards more quickly than it corresponds to the stroke curve 10.
- the wing head 5 lifts off a little from the stroke curve 10, as a result of which the cell space 15 ⁇ is relieved.
- relief grooves 13a can be provided in the side covers or pressure plates of the vane pump, which open into the outlet opening 13.
- the wing 4 When passing the kidney-shaped outlet opening 13, the wing 4 is switched over again, i.e. the channel 7 is closed and the channel 9 is opened, as shown in the phase ⁇ .
- the pressure is the same on both sides of the wing.
- the wing moves further into position ⁇ ', which corresponds to phase ⁇ and therefore does not need to be explained further.
- the vane pump shown schematically in FIG. 5 is set up for a variable flow.
- a rotor 21 and a displaceable cam ring 30 are accommodated in a housing 20.
- the rotor 21 contains slots 22 and foot spaces 23 as well as blades composed of partial blades 24a and 24b.
- the partial wings 24a, 24b each have an asymmetrically designed head, the outer head surfaces of which are designated 25a and 25b, between which a head space 25c extends.
- a wing base 26a and 26b is also provided.
- the overall wing has a front channel 27, 28 and a rear channel 29.
- the front channel is formed by a continuous groove 27 between the foot space 23 and the head space and a control bore 28 which extends at half the wing stroke across the partial wing 24a.
- the rear channel 29 is formed by a groove in the partial wing 24b and has a control edge 29a.
- the cam ring 30 has a circular-cylindrical inner contour, so that a crescent-shaped conveying space 35 is formed for the likewise circular-cylindrical outer contour of the rotor 21, which is divided by the wings into a plurality of cell spaces which migrate between a kidney-shaped inlet opening 31 and a likewise kidney-shaped outlet opening 33 and expand or contract in the process.
- the eccentricity of the cam ring 30 can be adjusted by means of two pistons 36, 37, the smaller piston 36 being constantly connected to pump pressure, while the cylinder space 38 of the larger piston 37, which may also be loaded with a spring 39, is controlled by a valve 40 becomes.
- the valve 40 is designed as a pressure compensator, i.e.
- a slide piston 41 is provided which is exposed on the one hand to the pump pressure and on the other hand to the pressure of an adjustable spring 42. If the pump pressure is low, the cylinder 38 receives hydraulic fluid via a throttle 43, while if the pressure is too high, the cylinder chamber 38 is connected to a tank line 44 via the valve 40. With the circuit shown, a certain pump pressure is adjusted, the delivery rate fluctuating between a minimum and a maximum delivery rate in accordance with the eccentricity of the cam ring 30. It goes without saying that the pump can also be regulated according to other criteria.
- phase ⁇ the wing has the same switching state as in phase a, but the two wing sides are connected to one another via inlet opening 31. There is therefore no hydraulic pressing of the wing. The same applies to the phase ⁇ .
- phase ⁇ the wing leaves the area of the kidney-shaped inlet opening 31.
- the footwell 23 receives increasing hydraulic pressure via the channel 27, 28 from the front cell space, so that the surfaces 25a, 25c, 26a, 26b come to high pressure, while the outer Wing head surface 25b remains at low pressure and the partial wing 24b is thus pressed hydraulically against the lifting curve 30.
- the cell spaces adjacent to the wing, which are at different pressures, are thus well sealed from one another.
- phase n the wing enters the area of the outlet opening 33 so that both wing sides appear high pressure and the wing is no longer pressed hydraulically.
- phases e and L between which the switching of channels 27, 28 to 29 takes place.
- the control bore 28 is blocked and the channel 29 is released. This happens around the same time; however, a slight positive or negative opening coverage can also be maintained, ie a state in which both channels 27, 28 and 29 are open or blocked. The positive opening coverage is preferred since no pressure pulse then arises in the footwell 23.
- the wing moves further into the footwell 23 without any significant changes compared to the state in the phase.
- the embodiment of the wing with the two partial wings 24a and 24b has the particular advantage of good conformability to the lifting curve 30 and the formation of two sealing areas on each wing.
- a wing designed in this way can also be used in the embodiment of the pump according to FIG. 1.
- the wing 4, which is simpler in itself, can also be used in the variable pump according to FIG. 5.
- Both types have in common the elimination of the additional inlet and outlet kidney to the footwell 23, which must be provided in known, marketable pump designs. This omission not only saves on manufacturing costs, but also the size of the leakage current is reduced, since the close proximity of the additional inlet and outlet kidneys to the footwells results in relatively high pump losses.
- the foot spaces 23 are connected to the other hydraulic spaces via the channels 7 and 8 or 27, 28, 29, without this leakage loss occurring.
- the partial wings 24a, 24b touch each other and are movable on the one hand, on the other hand, the lubricating film in the separating surface ensures a certain drag effect between the partial wings.
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Flügelzellenpumpe oder -motor mit den Merkmalen a bis e des Anspruchs 1.The invention relates to a vane pump or motor with the features a to e of
Bei derartigen Maschinen sind zu den Fußräumen der Flügel führende, kleinere, nierenförmige Ein- und Auslaßöffnungen vorgesehen, die mit der Saugkammer bzw. der Druckkammer verbunden sind. Im letzteren Fall wird auf die Flügel ein hydraulischer Druck ausgeübt, der im Übergangsbereich zwischen Saug- und Druckniere zu einer erhöhten Reibung des Flügelkopfes an dem Hubring führt, da der in seinem Schlitz geführte Flügel als Kolben wirkt. Nachteilig ist ferner, daß der Anpreßdruck schlagartig einsetzt, wenn der betreffende Fußraum mit der Druckkammer in Verbindung kommt. Dies kann zu Flügelhämmern führen. Bei der Bauart der Maschine als Pumpe kommt es bei dem eingeschlossenen Volumen eines sich verkleinernden Zellenraumes zu einem Druckanstieg, der zum Abheben des einem Niederdruckraum benachbarten Flügels von der Hubkurve fürhen kann, wodurch nicht nur Leckverluste entstehen, sondern auch das spätere erneute Aufsetzen des Flügelkopfes starkes Geräusch erzeugt.In such machines, smaller, kidney-shaped inlet and outlet openings leading to the footwell of the wings are provided, which are connected to the suction chamber and the pressure chamber. In the latter case, hydraulic pressure is exerted on the wings, which leads to increased friction of the wing head on the cam ring in the transition area between the suction and pressure kidneys, since the wing guided in its slot acts as a piston. Another disadvantage is that the contact pressure suddenly begins when the footwell in question comes into contact with the pressure chamber. This can lead to wing hammers. In the construction of the machine as a pump, the enclosed volume of a shrinking cell space leads to a pressure rise, which can cause the wing adjacent to a low-pressure room to lift off the stroke curve, which not only results in leakage losses, but also the subsequent re-fitting of the wing head Makes noise.
Zur Bekämpfung dieser Nachteile ist es bereits bekannt (DE-AS 26 46 635), den Fußraum jedes Flügels mit einem durch den Rotor geführten zusätzlichen Verbindungskanal mit dem rückseitigen Flügelzellenraum zu verbinden und auf diese Weise gegebenenfalls mit Druck zu beaufschlagen, ferner auf der Vorderseite jedes Flügels eine absperrbare Nut zu schaffen, die zusammen mit einer Schlitzerweiterung und dem Fußraum einen abgegrenzten Raum bildet. Jeder Flügel hat dabei einen hakenartigen Vorsprung, der als Differenzdruckkolben wirkt, so daß die Anpreßdrücke der Flügel in bestimmter Weise gesteuert werden können.To combat these disadvantages, it is already known (DE-AS 26 46 635) to connect the footwell of each wing with an additional connecting channel guided through the rotor to the rear wing cell space and, if necessary, to apply pressure in this way beat, also to create a lockable groove on the front of each wing, which forms a delimited space together with a slot extension and the footwell. Each wing has a hook-like projection, which acts as a differential pressure piston, so that the contact pressures of the wings can be controlled in a certain way.
Nachteilig ist dabei jedoch die relativ aufwendige Bauweise und der Umstand, daß die Anpressung der Flügel an die Hubkurve im Bereich zwischen Einlaß und Auslaß, also Niederdruck und Hochdruck, relativ spät einsetzt bzw. ein relativ großer Abstand zwischen nierenförmiger Einlaßöffnung und zugeordneter Auslaßöffnung verbleiben muß, um zu dem benötigten Druckaufbau zu gelangen.However, the disadvantages are the relatively complex construction and the fact that the pressure of the wings against the stroke curve in the area between the inlet and outlet, i.e. low pressure and high pressure, starts relatively late or a relatively large distance must remain between the kidney-shaped inlet opening and the assigned outlet opening, to get to the required pressure build-up.
Die Erfindung löst die Aufgabe, daß eine Flügelzellenpumpe oder -maschine mit den Merkmalen a) bis e) gerade die erforderliche Anpreßkraft der Flügel an den Hubring entwickelt, wobei eine hydraulische Unterstützung. gerade an den Stellen erfolgt, an welchen eine Abdichtung benötigt wird, während an anderen Stellen keine derartige zusätzliche hydraulische Anpreßkraft entwickelt wird. Auf diese Weise wird der mechanische Reibungsverlust der Maschine herabgesetzt.The invention solves the problem that a vane pump or machine with the features a) to e) just develops the required contact pressure of the wing on the cam ring, with hydraulic support. takes place precisely at the points where a seal is required, while no such additional hydraulic contact pressure is developed at other points. In this way, the mechanical friction loss of the machine is reduced.
Die Lösung der gestellten Aufgabe ergibt sich aus dem Hauptanspruch und wird durch die weiteren Ansprüche weiterentwickelt und ausgestaltet.The solution to the problem arises from the main claim and is further developed and developed by the further claims.
.Von besonderem Vorteil ist der allmähliche Anstieg des hydraulischen Anpreßdrucks der Flügel im Zwischenbereich zwischen Einlaß- und Auslaßöffnung, ohne daß es zu einem Abheben der Flügel und Leckverlusten infolge Rückströmung kommt. Ferner werden Flügelstöße gegen den Hubring vermieden und damit die Geräuschentwicklung herabgesetzt.Of particular advantage is the gradual increase in the hydraulic contact pressure of the wing in the intermediate area between the inlet and outlet opening, without the wing lifting and leakage losses due to backflow. Furthermore, wing bumps against the cam ring are avoided and the noise level is reduced.
Zwei Ausführungsbeispiele werden anhand der Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigt:
- Fig. 1 einen Schnitt durch das Innere einer Flügelzellenpumpe für konstantes Fördervolumen,
- Fig. 2 eine Ansicht auf die Vorderseite eines Flügels,
- Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III der Fig. 2,
- Fig. 4 eine Rückansicht des Flügels,
- Fig. 5 einen Schnitt durch das Innere einer Flügelzellenpumpe für variablen Förderstrom,
- Fig. 6 die Rückansicht eines Teilflügels,
- Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie VII-VII in Fig. 6,
- Fig. 8 eine Vorderansicht eines Teilflügels und
- Fig. 9 einen Schnitt entlang der Linie IX-IX in Fig. 8.
- 1 shows a section through the interior of a vane pump for constant delivery volume,
- Fi g . 2 shows a view of the front of a wing,
- 3 shows a section along the line III-III of FIG. 2,
- 4 is a rear view of the wing,
- 5 shows a section through the interior of a vane pump for variable flow,
- 6 shows the rear view of a partial wing,
- 7 shows a section along the line VII-VII in FIG. 6,
- 8 is a front view of a partial wing and
- 9 shows a section along the line IX-IX in FIG. 8.
In Fig. 1 ist das Innere einer Flügelzellenpumpe dargestellt, während das Gehäuse und der Antrieb fortgelassen worden sind.Die Flügelzellenpumpe enthält einen Rotor 1 mit darin angebrachten Schlitzen 2 und Fußräumen 3, die bei einer Stufe 3a ineinander übergehen. In den jeweiligen Schlitzen 2 sind einteilige Flügel 4 geführt, die einen Flügelkopf 5, einen Flügelfuß 6, ferner in Ma- schinendr.ehrichtung gesehen, einen nutenförmigen vorderseitigen Kanal 7 sowie einen nutenförmigen rückwärtigen Kanal 9 aufweisen. Der vorderseitige Kanal 7. beginnt mit einer Steuerkante 7a an der Flügelvorderseite und endigt an der Unterseite des Flügelfußes. Der rückwärtige Kanal 9 beginnt am Flügelkopf 5 und endet an einer Steuerkante 9a. Die Steuerkante 7a arbeitet mit der Oberfläche des Rotors 1 zusammen, um den Kanal 7 bei.etwa halbem Hub des Flügels zu öffnen oder zu schließen. Ungefähr gleich- zeitig kommt es zur Überdeckung der Steuerkanten 9a mit der Stufe 3a. Der Flügelkopf 5 ist asymmetrisch ausgebildet, d.h. mit einer abgerundeten Flügelspitze versehen, die zur Vorderseite hin versetzt angeordnet sein kann, so daß ungleich große Kopfflächen 5a, 5b zu beiden Seiten der Flügelspitze gebildet werden.1 shows the interior of a vane pump, while the housing and the drive have been omitted. The vane pump contains a
In der Zeichnung sind ferner die Innenkonturen eines Hubringes 10, zwei nierenförmige Einlaßöffnungen 11, 12 sowie zwei nierenförmige Auslaßöffnungen 13, 14 angedeutet, die jeweils zu einer nicht dargestellten Saugkammer bzw. Druckkammer führen. Zwischen dem Rotor 1 und dem Hubring 10 sind zwei sichelförmige Förderräume 15, 16 angeordnet, die durch die Flügel 4 in eine Mehrzahl von wandernden Zellenräumen unterteilt werden, die bei der eingezeichneten Drehrichtung des Rotors'1 sich in der Nähe der Einlaßöffnungen 11, 12 erweitern und in der Nähe der Auslaßöffnungen 13, 14 verengen.The drawing also shows the inner contours of a
Der Betrieb der Flügelzellenpumpe soll anhand der unterschiedlichen Stellungen α, β, γ, δ, ε der Flügel 4 erläutert werden.The operation of the vane pump will be explained using the different positions α, β, γ, δ, ε of the
In der Phase a verbindet der rückwärtige Kanal 9 den Fußraum 3 mit der Einlaßöffnung 11, so daß bei der Drehung des Rotors 1 .der betreffende Flügel 4 unter der Einwirkung der Fliehkraft der Hubkurve 10 folgen kann, wobei der sich ausdehnende Fußraum 3 über den Kanal 9 mit der nachströmenden Hydraulikflüssigkeit gefüllt wird. Noch im Bereich der Einlaßöffnung 11 nähern sichdie Steuerkante 9a der Stufe 3a und die Steuerkante 7a der Oberfläche des Rotors 1 an, so daß der Kanal 9 gesperrt und der Kanal 7 geöffnet werden. Der Fußraum 3 wird also weiterhin gefüllt.In phase a, the
In der Phase β hat der Flügel 4 den Bereich der Einlaßöffnung 11 verlassen und nähert sich der Auslaßöffnung 13 an, d.h. im Zellenraum 15ß baut sich ein Druck auf, der über den Kanal 7 in den Fußraum 3. gelangt und den Flügel 4 hydraulisch gegen den Hubring 10 drängt. Der Flügel 4 wird dabei als Differenzdruckkolben wirksam, da die Flügelfußunterseite 6 und die Kopffläche 5a auf ansteigendem Druck liegen, während die Kopffläche 5b weiterhin mit dem niedrigen Druck der Einlaßseite verbunden bleibt. Die hydraulische Anpreßkraft des Flügels 4 errechnet sich aus der Differenz der Flächen 6 minus 5a, multipliziert mit der wachsenden Differenz der Drücke vor und hinter dem Flügel. Die Druckseite wird also von der Saugseite gut abgedichtet, und zwar umso besser, je höher die Differenz der Drücke ist.In phase β, the
Der im Zellenraum 13b erzeugte Druck hängt von der Ver- engung des Zellenraumes ab und kann Spitzenwerte erreichen, die über dem Druck im Auslaß 13 liegen.The pressure generated in the cell space 13b depends on the narrowing of the cell space and can reach peak values that are above the pressure in the
In der Phase γ kann deshalb der auf der Kopffläche 5b liegende Differenzdruck überwiegen und den Flügel 4 rascher nach innen drängen als es der Hubkurve 10 entspricht. In einem solchen Fall hebt der Flügelkopf 5 ein wenig von der Hubkurvc 10 ab, wodurch der Zellenraum 15β entlastet wird. Wenn man dieses Abheben vermeiden will, kann man Entlastungsnuten 13a in den Seitendeckeln oder Druckplatten der Flügelzellenpumpe vorsehen, die in die Auslaßöffnung 13 einmünden.In phase γ the differential pressure lying on the
Beim Passieren der nierenförmigen Auslaßöffnung 13 wird der Flügel 4 erneut umgeschaltet, d.h.der Kanal 7 wird geschlossen und der Kanal 9 geöffnet, wie in der Phase δ dargestellt. Beidseitig des Flügels herrscht der gleiche Druck.When passing the kidney-shaped outlet opening 13, the
Wenn sich der Flügel 4 der zweiten Einlaßöffnung 12 annähert, wie in der Phase e dargestellt, gelangt die Kopffläche 5a auf niedrigen Druck, während die Differenzfläche 6 minus Sb auf höherem Druck verbleibt, so daß der Flügel an-die Hubkurve 10 hydraulisch angepreßt wird. Die Abdichtung zwischen dem Druckbereich 13 und dem Saugbereich 12 ist somit gut.When the
Der Flügel bewegt sich weiter in die Lage α', welche der Phase α entspricht und deshalb nicht weiter erläutert werden muß.The wing moves further into position α ', which corresponds to phase α and therefore does not need to be explained further.
Die in Fig. 5 schematisch angedeutete Flügelzellenpumpe ist für einen variablen Förderstrom eingerichtet. In einem Gehäuse 20 sind ein Rotor 21 und ein verschieblicher Hubring 30 untergebracht. Der Rotor 21 enthält Schlitze 22 und Fußräume 23 sowie aus Teilflügeln 24a und 24b zusammengesetzte Flügel. Die Teilflügel 24a, 24b besitzen je einen asymmetrisch ausgebildeten Kopf, deren außenliegende Kopfflächen mit 25a bzw. 25b bezeichnet sind, zwischen denen sich ein Kopfraum 25c erstreckt. Ferner ist je ein Flügelfuß 26a und 26b vorgesehen. Der Gesamtflügel besitzt einen vorderseitigen Kanal 27, 28 und einen rückwärtigen Kanal 29. Der vorderseitige Kanal wird durch eine zwischen Fußraum 23 und Kopfraum durchgehende Nut 27 und eine Steuerbohrung 28 gebildet, die bei Halbem Flügelhub sich quer durch den Teilflügel 24a erstreckt. Der rückwärtige Kanal 29 wird durch eine Nut im Teilflügel 24b gebildet und weist eine Steuerkante 29a auf.The vane pump shown schematically in FIG. 5 is set up for a variable flow. A rotor 21 and a
Der Hubring 30 weist eine kreiszylinderförmige Innenkontur auf, so daß zur ebenfalls kreiszylindrischen Außenkontur des Rotors 21 ein sichelförmiger Förderraum 35 gebildet ist, der durch die Flügel in eine Mehrzahl von Zellenräumen unterteilt ist, die zwischen einer nierenförmigen Einlaßöffnung 31 und einer ebenfalls nierenförmigen Auslaßöffnung 33 wandern und sich dabei erweitern bzw. verengen. Die Exzentrizität des Hubrings 30 kann mittels zweier Kolben 36, 37 eingestellt werden, wobei der kleinere Kolben 36 ständig an Pumpendruck angeschlossen ist, während der Zylinderraum 38 des größeren Kolbens 37, der gegebenenfalls noch mit einer Feder 39 belastet ist, über ein Ventil 40 gesteuert wird. Das Ventil 40 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Druckwaage ausgebildet, d.h. es ist ein Schieberkolben 41 vorgesehen, der einerseits dem Pumpendruck und andererseits dem Druck einer einstellbaren Feder 42 ausgesetzt ist. Bei niedrigem Pumpendruck erhält der Zylinder 38 Hydraulikflüssigkeit über eine Drossel 43, während bei zu hohem Druck der Zylinderraum 38 über das Ventil 40 mit einer Tankleitung 44 verbunden ist. Mit der dargestellten Schaltung wird ein bestimmter Pumpendruck eingeregelt, wobei die Fördermenge entsprechend der Exzentrizität des Hubrings 30 zwischen einer minimalen und maximalen Fördermenge schwankt. Es versteht sich, daß die Pumpe auch nach anderen Kriterien geregelt werden kann.The
Der Betrieb der Flügelzellenpumpe wird anhand der Flügelstellungen a bis x erläutert:
- In der Phase a am Trennsteg zwischen Auslaßöffnung 33 und Einlaßöffnung 31 ist der Fußraum 23
über den Kanal 29 mit dem rückwärtigen Zellenraum verbunden, während der. 27, 28 gesperrt ist. Die an dem Flügel angrenzenden Zellenräume - auf der einen Seite Hochdruck und auf der anderen Seite Niedrigdruck - sind somit gegeneinander abgedichtet. Dabei wird dieKanal 26a, 26b, dieFlügelfußunterseite äußere Flügelkopffläche 25b und der Flügelzwischenraum 25c vom Druck beaufschlagt, dieäußere Flügelkopffläche 25a liegt jedoch auf niedrigem Druck, so daß der Teilflügel 24a mit einer geringen hydraulischen Kraft anden Hubring 30 angepreßt wird.
- In phase a at the separating web between the outlet opening 33 and the
inlet opening 31, the foot space 23 is connected to the rear cell space via thechannel 29, while the 27, 28 is blocked. That attack on the wing zenden cell spaces - high pressure on one side and low pressure on the other - are thus sealed against each other. Thechannel 26a, 26b, the outerwing base underside wing head surface 25b and thewing space 25c are pressurized, but the outerwing head surface 25a is at a low pressure, so that thepartial wing 24a is pressed against thecam ring 30 with a small hydraulic force.
Durch Wahl der Asymmetrie des Teilflügels 24a kann die . Größe dieses hydraulisch erzeugten Anpreßdrucks bestimmt werden, um den sich widerstreitenden Forderungen nach guter Abdichtung und geringem Reibverlust zu genügen.By choosing the asymmetry of the
In der Phase β hat der Flügel den gleichen Schaltzustand wie in Phase a , über die Einlaßöffnung 31 sind jedoch die beiden Flügelseiten miteinander verbunden. Es findet somit keine hydraulische Anpressung des Flügels statt. Das gleiche gilt hinsichtlich der Phase γ.In phase β, the wing has the same switching state as in phase a, but the two wing sides are connected to one another via
In der Phase δ - etwa in Bogenmitte des Einlasses 31 - findet der Umschaltvorgang zwischen dem Kanal 27, 28 und dem Kanal 29 statt, d.h. die Steuerkante 29a tritt .in den Führungsschlitz 22 ein, während die Steuerbohrung 28 aus dem Umriß des Rotors 21 auftaucht und über die mittig angeordnete Nut 27 die Verbindung zum Fußraum 23 herstellt.In the phase δ - approximately in the middle of the arc of the inlet 31 - the switching process between the
In der Phase ε verläßt der Flügel den Bereich der nierenförmigen Einlaßöffnung 31.In phase ε, the wing leaves the area of the kidney-shaped
In der Phase t - am Trennsteg zwischen Einlaß 31 und Auslaß 33 - empfängt der Fußraum 23 über den Kanal 27, 28 wachsenden hydraulischen Druck von dem vorderseitigen Zellenraum, so daß die Flächen 25a, 25c, 26a, 26b auf Hochdruck kommen, während die äußere Flügelkopffläche 25b auf niedrigem Druck verbleibt und der Teilflügel 24b somit hydraulisch an die Hubkurve 30 angepreßt wird. Die dem Flügel benachbarten Zellenräume, welche auf unterschiedlichem Druck sind, werden somit gut voneinander abgedichtet.In phase t - at the partition between
In der Phase n tritt der Flügel in den Bereich der Auslaßöffnung 33 ein, so daß beide Flügelseiten auf hohem Druck sind und keine hydraulische Anpressung des Flügels mehr erfolgt. Das gleiche gilt während der Phasen e und L, zwischen denen die Umschaltung der Kanäle 27, 28 auf 29 stattfindet. Wie ersichtlich, wird die Steuerbohrung 28 gesperrt und der Kanal 29 freigegeben. Dies erfolgt etwa zur gleichen Zeit; es kann aber auch eine geringe positive oder negative Öffnungsüberdeckung eingehalten werden, d.h. ein Zustand, in welchem beide Kanäle 27, 28 und 29 offen oder gesperrt sind. Die positive Öffnungsüberdeckung wird bevorzugt, da alsdann im Fußraum 23 kein Druckimpuls entsteht.In phase n , the wing enters the area of the outlet opening 33 so that both wing sides appear high pressure and the wing is no longer pressed hydraulically. The same applies during phases e and L, between which the switching of
In den Phasen x und λ wandert der Flügel weiter in den Fußraum 23 hinein, ohne-daß sich Wesentliches gegenüber dem Zustand in der Phase Händert.In the phases x and λ, the wing moves further into the footwell 23 without any significant changes compared to the state in the phase.
Die Ausführungsform des Flügels mit den beiden Teilflügeln 24a und 24b hat den besonderen Vorzug der guten Anschmiegbarkeit an die Hubkurve 30 sowie die Ausbildung zweier Abdichtbereiche an jedem Flügel. Ein so ausgebildeter Flügel kann auch in der Ausführungsform der Pumpe nach Fig. 1 angewendet werden. Der an sich einfachere Flügel 4 kann aber auch bei der variablen Pumpe nach Fig. 5 verwendet werden. Beiden Bauarten gemeinsam ist im übrigen der Fortfall der zusätzlichen Einlaß- und Auslaßniere zum Fußraum 23, die bei bekannten, marktgängigen Pumpenkonstruktionen vorgesehen sein müssen. Durch dieses Weglassen wird nicht nur an Herstellungskosten gespart, sondern es wird außerdem noch die Größe des Leckstroms vermindert, da wegen der engen Nachbarschaft der zusätzlichen Ein- und Auslaßniere zu den Fußräumen sich relativ starke Pumpenverluste ergeben. Bei der Erfindung werden die Fußräume 23 über die Kanäle 7 und 8 bzw. 27, 28, 29 an die sonstigen Hydraulikräume angeschlossen, ohne daß es zu diesen Leckströmungsverlusten kommt.The embodiment of the wing with the two
Bei dem zusammengesetzten Flügel berühren die Teilflügel 24a, 24b einander und sind einerseits gegeneinander verschieblich, andererseits sorgt der Schmierfilm in der Trennfläche für eine gewisse Schleppwirkung zwischen den Teilflügeln.In the assembled wing, the
Claims (10)
daß der Flügel (4; 24a, 24b)
that the wing (4; 24a, 24b)
dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (5; 25a, 25b) jedes Flügels (4) bzw. Teilflügels (24a, 24b) randständig asymmetrisch ausgebildet ist.5) vane pump or motor according to claim 2 or 3,
characterized in that the head (5; 25a, 25b) of each wing (4) or partial wing (24a, 24b) is asymmetrically formed at the edges.
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkante oder Bohrung (7a; 28) des vorderseitig mündenden Kanals (7; 27, 28) an einer Stelle des Flügels (4; 24a, 24b) angebracht ist, welche die Oberfläche des Rotors (1) kreuzt, wenn der Flügel sich an der Einlaß- und Auslaßöffnung (11, 12, 13, 14; 31, 33) vorbeibewegt.6) vane pump or motor according to one of claims 1 to 5,
characterized in that the control edge or bore (7a; 28) of the front-facing channel (7; 27, 28) is provided at a point on the wing (4; 24a, 24b) which crosses the surface of the rotor (1) when the wing moves past the inlet and outlet openings (11, 12, 13, 14; 31, 33).
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkante (9a; 29a) des rückwärtigen Kanals (9; 29) an einer Stelle in der Nähe des Flügelfußes (6; 26) angebracht ist, welche eine Stufe ( 3a, 23a) zwischen Fußraum (3.; 23) und Schlitz (2; 22) kreuzt, wenn der Flügel sich an der Einlaß- oder Auslaßöffnung (11, 12, 13, 14; 31, 33) vorbeibewegt.8) vane pump or motor according to one of claims 1 to 7,
characterized in that the control edge (9a; 29a) of the rear channel (9; 29) is attached at a location near the wing base (6; 26) which forms a step (3a, 23a) between the footwell (3 .; 23 ) and slot (2; 22) crosses when the wing moves past the inlet or outlet opening (11, 12, 13, 14; 31, 33).
dadurch gekennzeichnet, daß bei der Freigabe und Sperrung der Kanäle (7, 9; 27, 28, 29) eine Öffnungsüberdeckung eingehalten ist.9) vane pump or motor according to one of claims 1 to 8,
characterized in that an opening overlap is maintained when the channels (7, 9; 27, 28, 29) are released and blocked.
dadurch gekennzeichnet, daß die Fußräume (3; 23) allein über die Kanäle (7, 9; 27, 28, 29) mit den Saugbereichen (11, 12; 31) und Druckbereichen (13, 14; 33) der Maschine verbunden sind.10) vane pump or motor according to one of claims 1 to 9,
characterized in that the foot spaces (3; 23) are connected to the suction areas (11, 12; 31) and pressure areas (13, 14; 33) of the machine solely via the channels (7, 9; 27, 28, 29).
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- 1982-09-01 EP EP19820108045 patent/EP0101758B1/en not_active Expired
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