EP0758716B1 - Vane pump - Google Patents
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- EP0758716B1 EP0758716B1 EP96112844A EP96112844A EP0758716B1 EP 0758716 B1 EP0758716 B1 EP 0758716B1 EP 96112844 A EP96112844 A EP 96112844A EP 96112844 A EP96112844 A EP 96112844A EP 0758716 B1 EP0758716 B1 EP 0758716B1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
- F04C15/06—Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet
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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
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- 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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- F04C14/06—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations specially adapted for stopping, starting, idling or no-load operation
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- F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
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Description
Die Erfindung betrifft eine Pumpe, insbesondere
Flügelzellenpumpe, gemäß Oberbegriff des Anspruchs
1. Pumpen, insbesondere Rollenzellen- und Flügelzellenpumpen
der hier angesprochenen Art sind bekannt.
Beispielsweise zeigt die DE 28 35 816 A1
eine Pumpe mit einem Rotor, in dessen Umfangswandung
Flügel aufnehmende Schlitze eingebracht sind.
Der Rotor dreht sich innerhalb eines Konturrings,
der mindestens einen, hier zwei sichelförmige Förderräume
bildet, die von den Flügeln durchlaufen
werden. Bei einer Drehung des Rotors ergeben sich
größer und kleiner werdende Räume, damit Saug- und
Druckbereiche. Bei einem Konturring mit zwei Förderräumen
ergeben sich zwei getrennte Pumpenabschnitte
mit je einem Saug- und einem Druckbereich.The invention relates to a pump, in particular
Vane pump, according to the preamble of the
Wird eine Flügelzellenpumpe betriebswarm stillgesetzt, gleiten die obenliegenden Flügel aufgrund ihrer Schwerkraft in die in den Rotor eingebrachten Schlitze zurück. Damit entfällt die zwischen Saugund Druckbereich sonst durch die Flügel gegebene Trennung, es entsteht quasi ein Kurzschluß in diesem Pumpenabschnitt. Auf der gegenüberliegenden Seite gleiten die Flügel der Schwerkraft folgend aus ihren Schlitzen heraus. In diesem Pumpenabschnitt werden der Saug- und der Druckbereich durch die ausgefahrenen Flügel getrennt. If a vane pump is stopped at operating temperature, slide due to the overhead wings gravity into the rotor Slits back. This eliminates the need between suction and Pressure range otherwise given by the wing Separation, there is almost a short circuit in this Pump section. On the opposite Side the wings slide following gravity out of their slots. In this pump section the suction and the pressure range the extended wings separated.
Erkaltet nun das von der Flügelzellenpumpe geförderte Fluid, beispielsweise Hydrauliköl, erhöht sich dessen Viskosität, so daß die Beweglichkeit der Flügel nachläßt. Wird die Pumpe nun in Betrieb genommen, stellt sich bei einem Kaltstart aufgrund des Kurzschlusses in einem Pumpenabschnitt allenfalls eine stark reduzierte Förderleistung ein.Now cools the pumped by the vane pump Fluid, for example hydraulic oil, increased its viscosity so that mobility the wing wears off. The pump is now in operation taken, arises due to a cold start the short circuit in a pump section at most a greatly reduced delivery rate.
Außerdem ist in der deutschen Offenlegungsschrift DE 195 29 806 A1 eine Flügelzellenpumpe mit einem radial verlaufende, Flügel aufnehmende Schlitze aufweisenden Rotor, der mit seinen Stirnflächen an Dichtflächen anliegt, die mit Saug- und Druckbereichen zugeordneten Ein- und Auslassöffnungen sowie mit den Unterflügelbereichen zugeordneten öffnungen und Räumen versehen sind, und mit einem die Flügel umgebenden, zwei Saug- und Druckbereiche bildenden Konturring offenbart. Die Flügelzellenpumpe zeichnet sich dadurch aus, dass die beiden Druckbereiche durch mindestens einen hydraulischen Widerstand getrennt werden. Durch Stege ist sichergestellt, daß die Druckversorgung der Unterflügelbereiche der beiden symmetrischen Pumpenabschnitte getrennt ist. Die Unterflügelbereiche der Saugbereiche sind mit den Unterflügelbereichen der Flügel verbunden, die den zugehörigen Druckbereichen zugeordnet sind. Durch den hydraulischen Widerstand zwischen den beiden Druckbereichen der Pumpe ist sichergestellt, dass der unmittelbar im Start aufgebaute Druck in einem Druckbereich für den Unterflügelbereich des zugehörigen Pumpenabschnitts ausgenutzt wird, so daß wenigstens dieser Pumpenabschnitt eine ausreichende Förderleistung aufbauen kann.It is also in the German patent application DE 195 29 806 A1 a vane pump with a radially extending, wing-receiving slots having rotor with its end faces Sealing surfaces are in contact with suction and pressure areas assigned inlet and outlet openings as well with openings assigned to the lower wing areas and rooms are provided, and with one the wings surrounding, forming two suction and pressure areas Contour ring revealed. The vane pump draws is characterized in that the two pressure ranges separated by at least one hydraulic resistor become. The webs ensure that the pressure supply of the lower wing areas of the two symmetrical pump sections is separated. The lower wing areas of the suction areas are included connected to the lower wing areas of the wings, the are assigned to the associated pressure ranges. Due to the hydraulic resistance between the both pressure ranges of the pump are ensured that the pressure built up right at the start in a pressure area for the lower wing area of the associated pump section is used, so that at least this pump section is sufficient Can build funding.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Pumpe zu schaffen, die bessere Kaltstarteigenschaften aufweist als herkömmliche Pumpen.The object of the invention is to provide a pump which has better cold start properties than conventional pumps.
Diese Aufgabe wird mit Hilfe einer Pumpe, insbesondere
einer Flügelzellenpumpe gelöst, welche die in
Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist. Dadurch,
daß das hydraulische Widerstandselement so in einem
die Druckbereiche verbindenden zweiten Fluidpfad
angeordnet ist, dass der aufgebaute Druck des
Druckbereichs des einen Pumpenabschnitts den Unterflügelbereich
des anderen Pumpenabschnitts beaufschlagt,
werden die Kaltstarteigenschaften der
Pumpe erheblich verbessert.This task is done with the help of a pump, in particular
a vane pump, which the in
Features mentioned
Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines Dichtelements als hydraulisches Widerstandselement. Da das Dichtelement einen Fluidpfad vollständig abdichtet ist es also ein Widerstandselement mit einem unendlichem Widerstand. Dadurch, daß das Dichtelement insbesondere die Verbindung der beiden Druckbereiche untereinander, hier auch den Fluidpfad von der Druckseite der Pumpe zu einem Verbraucher, unterbricht, wird das während des Starts der Pumpe geförderte Hydrauliköl ausschließlich für den Unterflügelbereich genutzt, also ausschließlich dafür, die Flügel (bei einer Rollenzellenpumpe die Rollen) in ihre Funktionsstellung nach außen zu drängen.The use of a is particularly advantageous Sealing element as a hydraulic resistance element. Because the sealing element completely seals a fluid path So it's a resistance element with one infinite resistance. The fact that the sealing element especially the connection between the two Pressure areas with each other, here also the fluid path from the pressure side of the pump to a consumer, interrupts, this will be during the start of the Pumped hydraulic oil only for the Lower wing area used, i.e. exclusively for the wings (in the case of a roller cell pump, the Roles) in their functional position to the outside pushing.
Bevorzugt wird eine Ausführungsform einer Flügelzellenpumpe, bei der zunächst eine Fluidverbindung zu einem der Förderöffnung voreilenden Unterflügelbereich hergestellt wird. Damit wird der Unterflügelbereich derjenigen Flügel mit einem Druck beaufschlagt, die gerade den Saugbereich durchfahren. Es wird hier also gerade der Pumpenabschnitt in seiner Funktion unterstützt, der im Kaltstart sonst kein Hydrauliköl fördert.An embodiment of a vane pump is preferred, at first a fluid connection to a lower wing area leading the conveyor opening will be produced. This will be the lower wing area that wing is pressurized, that just pass through the suction area. It So here is the pump section in its Function supported, which otherwise in cold start none Hydraulic oil delivers.
Bevorzugt wird auch eine Ausführungsform einer Flügelzellenpumpe, bei der das hydraulische Widerstandselement einen endlichen Widerstand besitzt, wobei durch entsprechende Ausgestaltung von Kanal- oder Nutquerschnitten eine Einstellung des Widerstandswerts erreichbar ist.An embodiment of a is also preferred Vane pump, in which the hydraulic Resistance element a finite resistance owns, with appropriate design one setting of channel or groove cross-sections of the resistance value is achievable.
Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen. Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1- eine Prinzipskizze eines ersten Ausführungsbeispiels einer Flügelzellenpumpe;
- Figur 2
- eine Draufsicht einer ersten Ausführungsform einer der Kaltstartplatte zugewandten Oberfläche einer Druckplatte;
Figur 3- eine zweite Ausführungsform einer der Kaltstartplatte zugewandten Oberfläche einer Druckplatte;
- Figur 4
- eine Prinzipskizze zur Darstellung der Fluidführung zwischen einer Druck- und einer Kaltstartplatte;
Figur 5- eine Prinzipskizze eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Flügelzellenpumpe;
- Figur 6
- eine Prinzipskizze eines dritten Ausführungsbeispiels einer Flügelzellenpumpe;
Figur 7- eine Prinzipskizze einer einhubigen Pumpe;
Figur 8- eine Prinzipskizze eines Querschnitts einer
in
Figur 7 gezeigten einhubigen Pumpe; Figur 9- eine Prinzipskizze eines weiteren Ausführungsbeispiels einer einhubigen Pumpe, und
- Figur 10
- eine Prinzipskizze eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Flügelzellenpumpe;
Figur 11- eine Prinzipskizze eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Flügelzellenpumpe;
- Figur 12
- eine Prinzipskizze eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Flügelzellenpumpe;
Figur 13- eine Prinzipskizze eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Flügelzellenpumpe, und
- Figuren 14a-14c
- Prinzipskizzen weitere Ausführungsbeispiele einer Flügelzellenpumpe.
- Figure 1
- a schematic diagram of a first embodiment of a vane pump;
- Figure 2
- a plan view of a first embodiment of a surface of a printing plate facing the cold start plate;
- Figure 3
- a second embodiment of a surface of a printing plate facing the cold start plate;
- Figure 4
- a schematic diagram to illustrate the fluid flow between a pressure and a cold start plate;
- Figure 5
- a schematic diagram of a second embodiment of a vane pump;
- Figure 6
- a schematic diagram of a third embodiment of a vane pump;
- Figure 7
- a schematic diagram of a single-stroke pump;
- Figure 8
- a schematic diagram of a cross section of a single-stroke pump shown in Figure 7;
- Figure 9
- a schematic diagram of a further embodiment of a single-stroke pump, and
- Figure 10
- a schematic diagram of a further embodiment of a vane pump;
- Figure 11
- a schematic diagram of a further embodiment of a vane pump;
- Figure 12
- a schematic diagram of a further embodiment of a vane pump;
- Figure 13
- a schematic diagram of a further embodiment of a vane pump, and
- Figures 14a-14c
- Schematic diagrams of further exemplary embodiments of a vane pump.
Die im folgenden beschriebene Erfindung betrifft sowohl Flügelzellenpumpen als auch Rollenzellenpumpen. Die folgende Beschreibung geht rein beispielhaft von Flügelzellenpumpen aus.The invention described below relates both vane pumps and roller cell pumps. The following description is purely exemplary from vane pumps.
In Figur 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer
als Flügelzellenpumpe 1 ausgebildeten Pumpe stark
schematisiert im Längsschnitt wiedergegeben. Sie
weist ein Grundgehäuse 3 auf, das von einer Antriebswelle
5 durchdrungen wird, die in einen Rotor
7 eingreift. Der Rotor 7 ist auf seiner Umfangsfläche
mit radial verlaufenden Schlitzen versehen, in
denen Flügel beweglich angeordnet sind. Der Rotor 7
wird von einem Konturring 9 umgeben, dessen Innenfläche
so ausgebildet ist, daß mindestens ein, vorzugsweise
zwei sichelförmige Förderräume ausgebildet
werden. Diese werden von den Flügeln durchlaufen,
wobei zwei Pumpenabschnitte mit je einem Saugund
einem Druckbereich realisiert werden.In Figure 1 is a first embodiment
strong as a
Der Rotor 7 und der Konturring 9 liegen dichtend an
einer Dichtfläche des Grundgehäuses 3 an. Auf der
anderen Seite dieser beiden Teile ist eine Druckplatte
11 vorgesehen, durch die das von der Flügelzellenpumpe
1 geförderte Fluid von der Druckseite
der Pumpe in einen Druckraum 13 geleitet wird, der
Teil eines von der Druckseite zu einem Verbraucher
führenden Fluidpfades ist. Die Druckplatte 11 ist
dazu mit Druckkanälen 15 durchzogen, die sich einerseits
zum Druckbereich der Pumpenabschnitte und
andererseits zum Druckraum 13 öffnen.The
Die in den Druckraum 13 mündenden Förderöffnungen
der Druckkanäle 15 werden von einem hier als Kaltstartplatte
17 bezeichneten und ausgebildeten
Dichtelement verschlossen, die durch eine Anpreßfeder
19 beispielsweise einer Tellerfeder mit einer
Vorspannkraft an die Druckplatte 11 gedrückt wird.The delivery openings opening into the
Aus dem Druckraum 13 gelangt das von der Flügelzellenpumpe
1 geförderte Fluid, vorzugsweise Öl zu einem
Verbraucher, beispielsweise einer Lenkhelfeinrichtung
oder zu einem Getriebe.This comes from the vane pump from the
Figur 2 zeigt stark vergrößert eine Oberfläche 33
der Druckplatte 11, die der in Figur 2 nicht dargestellten
Kaltstartplatte 17 zugewandt ist. Es sind
hier zwei nierenförmige Förderöffnungen 21 und 23
erkennbar, die über die Druckkanäle 15 zu den
Druckbereichen der Pumpenabschnitte führen. Vorzugsweise
besitzen die Druckkanäle 15 eine Durchtrittsfläche,
die maximal 1/3 der Durchtrittsfläche
der Förderöffnungen 21, 23 beträgt.FIG. 2 shows a greatly
Zu dem der Förderöffnung 21 zugeordneten Druckbereich
gehört ein hier angedeuteter Saugbereich 25
des ersten Pumpenabschnitts. Entsprechend ist dem
der Förderöffnung 23 zugehörige Druckbereich der
Saugbereich 27 des zweiten Pumpenabschnitts zugeordnet.To the pressure range assigned to the
Die Druckplatte 11 ist hier mit im wesentlichen
senkrecht zur Bildebene verlaufenden Zufuhrkanälen
versehen, durch die das unter Druck stehende Fluid
beziehungsweise Hydrauliköl zu den Unterflügelbereichen
der Pumpenabschnitte gelangt. Es ist hier
eine erste Zufuhröffnung 29 erkennbar, in der der
Zufuhrkanal des ersten Unterflügelabschnitts mündet,
außerdem eine zweite Zufuhröffnung 31, in der
sich der dem zweiten Unterflügelbereich zugeordnete
Zufuhrkanal in der Druckplattenoberfläche 33 öffnet.The
Figur 2 läßt erkennen, daß in die Druckplattenoberfläche
33 als Fluidverbindungen dienende Nuten 35
und 37 eingebracht sind. Die erste Nut 35 verläuft
von der Förderöffnung 21 zur Zufuhröffnung 31, die
zweite Nut 37 erstreckt sich von der Förderöffnung
23 zur Zufuhröffnung 29. Die Förderöffnungen eines
Pumpenabschnitts versorgen also jeweils den Unterflügelbereich
des anderen, voreilenden Pumpenabschnitts.Figure 2 shows that in the
Durch eine gestrichelte Diagonale 39 ist die gedachte Trennlinie zwischen den beiden Pumpenabschnitten angedeutet.The imaginary is by a dashed diagonal 39 Dividing line between the two pump sections indicated.
Figur 3 zeigt wiederum die Druckplattenoberfläche
33 einer Druckplatte 11. Teile, die mit denen in
Figur 2 übereinstimmen, sind mit gleichen Bezugsziffern
versehen, so daß auf deren Beschreibung
hier verzichtet werden kann.Figure 3 again shows the
In die Druckplattenoberfläche 33 sind auch hier als
Nuten ausgebildete Fluidverbindungen eingebracht,
doch weicht deren Verlauf gegenüber dem anhand von
Figur 2 erläuterten insofern ab, als die Förderöffnung
21 keine Verbindung zu irgendwelchen Nuten
aufweist. Dagegen sind an der Förderöffnung 23 zwei
Nuten 37a und 37b vorgesehen, die zu den Zufuhröffnungen
29 und 31 führen. Beide Unterflügelbereiche
werden also von der Förderöffnung eines Pumpenabschnitts
mit Hydrauliköl versorgt. In the
Anhand der Prinzipskizze gemäß Figur 4 werden die Strömungsverhältnisse erläutert, die sich bei dem Aufbringen einer Kaltstartplatte auf eine Druckplatte ergeben.Based on the schematic diagram according to Figure 4, the Flow conditions explained in the Applying a cold start plate to a pressure plate result.
Bei der in Figur 4 gewählten Darstellung ist die
Kaltstartplatte abgenommen, um die Konturen auf der
Druckplattenoberfläche 33 besser erkennbar werden
zu lassen. In Figur 4 ist der Auflagebereich beziehungsweise
Berührungsbereich 41 zwischen Druckplatte
11 und Kaltstartplatte 17 gestrichelt eingezeichnet.
Es ist ersichtlich, daß der Berühungsbereich
zwischen den beiden Platten wesentlich kleiner
ist als deren Oberfläche beziehungsweise Gesamtquerschnitt.
Die äußere Kontur 43 der Kaltstartplatte
17 ist ebenfalls in Figur 4 angedeutet.In the illustration chosen in FIG. 4, the
Cold start plate removed to the contours on the
Auch in Figur 4 ist erkennbar, daß die Druckplattenoberfläche
33 Förderöffnungen 21 und 23 sowie
Zufuhröffnungen 29 und 31 aufweist. Bei dem hier
dargestellten Ausführungsbeispiel der Druckplatte
11 erstreckt sich eine als Kanal 37c ausgebildete
Fluidverbindung von der Förderöffnung 23 zur Zufuhröffnung
29. Die beiden Zufuhröffnungen 29 und
31 sind durch eine Ringnut 45 miteinander verbunden,
die mit dem Kanal 37c in Fluidverbindung
steht. Die Ringnut 45 ist also über den als Nut
ausgebildeten Kanal 37c ebenfalls mit der Förderöffnung
23 verbunden.It can also be seen in FIG. 4 that the
Bei der hier dargestellten Ausführungsform der
Druckplatte 11 ist der zwischen Förderöffnung 23
und Zufuhröffnung 29 verlaufende Kanal 37c tiefer
ausgebildet als die Ringnut 45. Es ist im übrigen
möglich, den Kanal 37c auch spiegelbildlich auszubilden
und nicht zur Zufuhröffnung 29 sondern zur
Zufuhröffnung 31 verlaufen zu lassen.In the embodiment shown here
Der Berührungsbereich 41 ist so gelegt, daß die
Druckbereiche der Pumpenabschnitte, die über die
Förderöffnungen 21 und 23 in der Druckplattenoberfläche
33 münden, nach außen abgedeckt sind. Die
Kaltstarteigenschaften der Pumpe sind allerdings
schon wesentlich verbessert, wenn lediglich die
Förderöffnung 23 des unteren Pumpenabschnitts durch
die Kaltstartplatte 17 verschlossen wird. Bei dieser
Ausführungsform hat sich insbesondere als vorteilhaft
herausgestellt, daß sich die Geräuschentwicklung
positiv beeinflussen läßt bedingt durch
die Vermeidung eines undefinierten Flatterns der
Kaltstartplatte.The
Zusätzlich ist bei dem in Figur 4 dargestellten
Ausführungsbeispiel zu erkennen, daß der Berührungsbereich
41 die Zufuhröffnungen 29 und 31 sowie
die Förderöffnung 23 vollständig umgibt und den von
der Förderöffnung 21 entspringenden Fluidpfad zum
Druckraum 13 beziehungsweise zum Verbraucher abschließt.
Auf diese Weise werden die Druckbereiche
der Flügelzellenpumpe 1 durch die auf der Druckplatte
11 aufliegende, als Dichtelemente beziehungsweise
als hydraulisches Widerstandselement mit
unendlichem Widerstand dienende Kaltstartplatte 17
voneinander getrennt.In addition, the one shown in FIG
Embodiment to recognize that the
Im folgenden wird auf die Funktion der Flügelzellenpumpe
1 beziehungsweise auf die Wirkung des als
Kaltstartplatte 17 ausgebildeten Dichtelements näher
eingegangen: The following is on the function of the
Im Stillstand der Flügelzellenpumpe 1 sind die
Druckbereiche der Pumpenabschnitte sowie die
Druckkanäle 15 drucklos, so daß die Kaltstartplatte
17 von der Anpreßfeder 19 gegen die Druckplatte 11
angedrückt wird. Dadurch werden die Förderöffnungen
21 und 23 gegenüber dem Druckraum 13 abgeschlossen.When the
Bei einem Kaltstart der Flügelzellenpumpe 1, wenn
also das geförderte Hydrauliköl sehr zäh ist und
die Flügel daher relativ unbeweglich in den Schlitzen
im Rotor 7 gelagert sind, wird bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß Figur 2 das aus den Förderoffnungen
21, 23 austretende Förderöl durch die Nuten
35 und 37 zu den Zufuhröffnungen 31 und 29
geleitet, damit also zu den Unterflügelbereichen
der Pumpenabschnitte. Auf diese Weise wird sichergestellt,
daß im Kaltstart die Flügel nach außen in
ihre Funktionsstellung gedrängt werden und damit
die Saug- und Druckbereiche der Pumpenabschnitte
gegeneinander abgedichtet sind. Darüber hinaus wird
auf diese Weise sichergestellt, daß die Flügelzellenpumpe
1 im Kaltstart Hydrauliköl fördert.When the
Bei dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel
stehen keine Nuten mit der Förderöffnung 21
in Verbindung. Es ist vielmehr so, daß die Förderöffnung
23 des untenliegenden Pumpenabschnitts die
Unterflügelbereiche beider Pumpenabschnitte mit
Hydrauliköl versorgt. Dies geschieht dadurch, daß
einerseits durch die Nut 37a aus der Förderöffnung
23 austretendes Hydrauliköl zur Zufuhröffnung 29
gelangt und andererseits dadurch, daß durch die Nut
37b aus der Förderöffnung 23 austretendes Hydrauliköl
zur Zufuhröffnung 31 geführt wird. Damit werden
also die Unterflügelbereiche beider Pumpenabschnitte
durch das Hydrauliköl einer einzigen Förderöffnung
23 mit gefördertem Öl und damit mit
Druck beaufschlagt.In the embodiment shown in Figure 3
there are no grooves with the
Bei dem in Figur 4 dargestellten Ausfuhrungsbeispiel
gelangt das im Kaltstart sehr zähe Hydrauliköl
durch den Kanal 37c zunächst zur Zufuhröffnung
29, da hier der größere Förderquerschnitt gegeben
ist. Ein wesentlich kleinerer Anteil des geförderten
Öls wird durch die Ringnut 45 zur Zufuhröffnung
31 gefördert, da hier aufgrund der geringeren
Tiefe der Ringnut 45 ein größerer hydraulischer
Widerstand gegeben ist. Zunächst wird also dem Unterflügelbereich
des der Förderöffnung 23 voreilenden
Saugbereichs Hydrauliköl zugeführt. Bei der Definition
des Begriffs "voreilend" wird davon ausgegangen,
daß sich der Rotor 7 bei allen dargestellten
Ausführungsformen der Figuren 2 bis 4 im Uhrzeigersinn
dreht.In the exemplary embodiment shown in FIG. 4
the hydraulic oil, which is very viscous in the cold start,
through the
Dadurch, daß die Kaltstartplatte 17 dichtend an die
Druckplatte 11 angepreßt wird, ergibt sich im Kaltstart
zunächst eine reine Unterflügelversorgung. Es
wird also kein Hydrauliköl an die Druckkammer 13
und damit an einen Verbraucher abgegeben, sondern
ausschließlich die Funktion der Flügelzellenpumpe 1
sichergestellt.Characterized in that the
Sobald die Flügelzellenpumpe 1 einen höheren Druck
aufbauen kann, hebt die Kaltstartplatte 17 gegen
die Kraft der Anpreßfeder 19 von der Druckplatte 11
ab, so daß die beiden Förderöffnungen 21 und 23
freigegeben werden und das geförderte öl über den
Druckraum 13 zum Verbraucher gelangen kann. As soon as the
Der Berührungsbereich 41 wird möglichst klein gewählt,
damit die Kaltstartplatte 17 nicht an der
Druckplatte 11 haften bleibt, außerdem wird so vermieden,
daß das hydrodynamische Paradoxon zur Wirkung
kommt und die Kaltstartplatte 17 durch ausströmendes
öl an die Druckplatte 11 angezogen wird.The
Aus dem Obengesagten wird deutlich, daß die Funktion
der Kaltstartplatte 17 nur dann gewährleistet
ist, wenn die sich aus Figur 4 ergebende Orientierung
gegenüber der Druckplatte 11 gewährleistet
ist. Es bedarf also sowohl einer Zentrierung als
auch einer Verdrehsicherung der Kaltstartplatte 17,
beispielsweise durch Stifte 47 und 49, die in Figur
4 dargestellt sind. Vorzugsweise werden die bereits
zur Zentrierung der Druckplatte und des Konturrings
eingesetzten Stifte verlängert ausgebildet, so daß
sie in entsprechende Bohrungen in der Kaltstartplatte
17 eingreifen können. Als besonders vorteilhaft
hat sich jedoch herausgestellt, die Stifte
47,49 auch zur Zentrierung der Anpreßfeder 19 zu
verwenden. Dadurch, daß die Stifte die
Kaltstartplatte 17 durchdringen und mit der Feder
zusammenwirken, lassen sich die in Flügelzellenpumpen
bereits vorhandenen Stifte für eine weitere
Funktion heranziehen. Für die Zentrierung der Feder
müssen folglich keine zusätzlichen Teile vorgesehen
werden.From the above it is clear that the function
the
Dadurch, daß die Förderöffnung 21 gegenüber der
Förderöffnung 23 druckdicht abgeschlossen ist, wird
im Start verhindert, daß das von dem unteren Pumpenabschnitt
über die Förderöffnung 23 geförderte
Öl in die Förderöffnung 21 des oberen Pumpenabschnitts
eintritt und von dort -wegen der eingefahrenen
Flügel- unmittelbar in den Saugbereich des
oberen Pumpenabschnitts zurückgelangt, ohne daß ein
für die Versorgung der Unterflügelbereiche erforderlicher
Druck aufgebaut werden könnte.The fact that the
Zur Unterstützung der Kaltstarteigenschaften kann
eine durchgehend umlaufende in Figur 1 mit 50
gekennzeichnete Nut, die auf der der Druckplatte 11
gegenüberliegenden Seite des Rotors 7 angeordnet
ist, durch hydraulische Widerstände, beispielsweise
durch Stege, zweigeteilt sein, wobei jeweils ein
Bereich der Nut 50 einem Unterflügelbereich eines
Pumpenabschnitts zugeordnet ist. Damit wird sichergestellt,
daß einem Unterflügelbereich zugeführtes
Hydrauliköl im Kaltstart nicht zu dem Unterflügelbereich
des anderen Pumpenabschnitts abfließt,
der noch keine Förderfunktion aufweist.
Wesentlich ist dabei, daß der hydraulische Widerstand
zwischen dem Saug- und dem Druckbereich eines
Pumpenabschnitts größer ist als zwischen diesen
Bereichen und dem Saug- und Druckbereich des anderen
Druckbereichs der Pumpe.To support the cold start properties can
a continuously rotating one in FIG. 1 with 50
marked groove, which on the
Aus der Beschreibung zu den Figuren 1 bis 4 wird
ohne weiteres ersichtlich, daß die in der Druckplattenoberfläche
33 vorgesehenen, als Nuten 35,
37, 37a, 37b, 37c ausgebildeten Fluidverbindungen
auch in der der Druckplatte 11 zugewandten Oberfläche
der Kaltstartplatte 17 eingebracht sein können.
Es ist überdies auch möglich, sowohl in der Druckplattenoberfläche
33 als auch in der Kaltstartplatte
17 Nuten zur Versorgung der Unterflügelbereiche
vorzusehen. Wesentlich ist, daß im Kaltstart
die Druckbereiche der Flügelzellenpumpe 1 untereinander
und hier auch vom Druckraum 13 getrennt
werden und ein reiner Unterflügelbetrieb gewährleistet
ist, in dem das in der Startphase geförderte
Hydrauliköl ausschließlich den Unterflügelbereichen
zugeführt wird.From the description of Figures 1 to 4
readily apparent that the in the
Die Kaltstartplatte 17 kann aus einem geeigneten
Metall oder Kunststoff hergestellt werden. Die
Druckkraft der Anpreßfeder 17 kann auf das Betriebsverhalten
der Flügelzellenpumpe 1 im Einzelfall
abgestimmt werden. Es ist auch möglich, die
auf die Kaltstartplatte wirkende Anpreßkraft durch
die die Druckplatte gegen den Rotor 7 anpressende
Druckfeder zu gewährleisten.The
Insgesamt wird überdies ersichtlich, daß während
des Kaltstarts der der Förderöffnung 23 zugehörige
nacheilende Unterflügelbereich über die Zufuhröffnung
31 und/oder der voreilende Unterflügelbereich
des anderen Pumpenabschnitts über die Zufuhröffnung
29 mit Hydrauliköl versorgt werden kann. Denkbar
ist es also auch, daß beide Unterflügelbereiche mit
öl beaufschlagt werden, wobei durch verschiedene
Nutenquerschnitte unterschiedliche Förderleistungen
auf die Unterflügelbereiche verteilt werden können.
Bei einer derartigen Ausgestaltung kann öl auch
über ein leeres Saugrohr gefördert werden. Die
Pumpe kann also in der Anlaufphase Luft fördern,
wobei auch dann die Kaltstart- beziehungsweise Anlaufeigenschaften
der Pumpe durch das als Kaltstartplatte
bezeichnete hydraulische Widerstandselement
(Dichtelement) wesentlich verbessert werden.
In diesem Fall wird also beim Anlaufen der
Pumpe den Unterflügelbereichen Luft zugeführt.Overall, it can also be seen that during
the cold start of the
Anhand der folgenden Figuren 5 und 6 werden Ausführungsbeispiele von Pumpen beschrieben, die zwei Druckplatten aufweisen. Es handelt sich hier, wie bei den anhand der Figuren 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispielen, um doppelhubige Flügelzellenpumpen. Gleiche Teile, die anhand von Figur 1 bereits erläutert wurden, tragen gleiche Bezugsziffern, so daß auf deren Beschreibung hier verzichtet werden kann.The following FIGS. 5 and 6 illustrate exemplary embodiments described by pumps, the two Have printing plates. This is how in the illustrated with reference to Figures 1 to 4 Embodiments to double-stroke vane pumps. The same parts, which are based on FIG have already been explained, bear the same reference numbers, so that their description is omitted here can be.
Die in Figur 5 dargestellte Flügelzellenpumpe 101
weist einen in einem Grundgehäuse 3 untergebrachten
Rotor 7 auf, der drehbar innerhalb eines Konturrings
9 gelagert ist. Aus der Schnittdarstellung in
Figur 5 ist ersichtlich, daß an beiden Stirnseiten
des Rotors 7 und des Konturrings 9 Druckplatten 11a
und 11b vorgesehen sind. Die rechte Druckplatte 11a
ist identisch aufgebaut wie die des anhand von Figur
1 erläuterten Ausführungsbeispiels. Sie weist
zwei die Druckplatte durchdringende Druckkanäle 15
auf, die über anhand der Figuren 2 bis 4 erläuterte
Förderöffnungen in einen Druckraum 13 münden, an
dem auf geeignete Weise, beispielsweise über einen
Anschluß 51 ein Verbraucher angeschlossen sein
kann. Auf der dem Rotor 17 abgewandten Oberfläche
der Druckplatte 11a liegt ein als Anlauf- beziehungsweise
Kaltstartplatte 17 bezeichnetes Dichtelement
an, das den unteren Druckkanal 15 des unteren
Pumpenabschnitts der Pumpe 101 abschließt. Der
untere Druckkanal 15 ist über eine geeignete Fluidverbindung
51', die anhand der Figuren 2 bis 4 im
einzelnen erläutert wurde, mit dem Unterflügelbereich
53 des unteren und/oder oberen Pumpenabschnitts
verbunden. Die Kaltstartplatte 17 schließt
die Fluidverbindung 51' gegenüber dem Druckraum 13
ab, so daß, während die Kaltstartplatte 17 an der
Druckplatte 11a dichtend anliegt, ein aus dem
Druckkanal 15 austretendes Fluid über die Fluidverbindung
51' zum Unterflügelbereich 53 gelangt.
Obwohl die Kaltstartplatte die obere Förderöffnung
des oberen Pumpenabschnitts nicht verschließt, kann
über den Druckraum 13 kein gefördertes Fluid von dem
unteren Druckkanal 15 zum oberen Druckkanal 15
gelangen. Es ist also möglich, die Kaltstartplatte
17 so klein auszubilden, daß diese lediglich die
Förderöffnung des unteren Pumpenabschnitts gegenüber
dem Druckraum abschließt.The
Auf der linken Seite des Rotors 7 beziehungsweise
des Konturrings 9 ist eine zweite Druckplatte 11b
vorgesehen, die einen dem Druckbereich des unteren
Pumpenabschnitts zugeordneten Durchlaß 55 zu einem
abgeschlossenen Raum 57 aufweist. Durch den Durchlaß
55 in den Raum 57 gefördertes Fluid führt zu einem
Überdruck in diesem Raum, so daß die linke
Druckplatte 11b dichtend gegen Rotor und Konturring
gepreßt wird.On the left side of the
Beim Anlaufen der Pumpe 101 wird aus dem
Druckbereich 15' austretendes Fluid über den
Durchlaß 55 in den Raum 57 gelangen, außerdem über
die Fluidverbindung 51' zum Unterflügelbereich 53
des unteren und/oder oberen Pumpenabschnitts. Dabei
kann aufgrund der Wirkung des Dichtelements, das
hier als Kaltstartplatte 17
bezeichnet und ausgestaltet ist, kein Fluid aus dem
Druckkanal 15' in den Druckraum 13 beziehungsweise
in den Fluidpfad zum Verbraucher und zur oberen
Druckniere 15 gelangen. Es zeigt sich hier, daß das
Dichtelement praktisch beliebig ausgebildet sein
kann. Wesentlich ist nur, daß der Fluidpfad zum
Verbraucher unterbrochen ist und daß das von der
Pumpe 101 geförderte Fluid während der Anlaufphase
beziehungsweise während des Kaltstarts ausschließlich
dem Unterflügelbereich zugute kommt.When the
Dies gilt auch für das in Figur 6 dargestellte Ausführungsbeispiel
einer Flügelzellenpumpe 201, die
ebenfalls als doppelhubige Pumpe mit zwei Druckplatten
11a und 11b ausgestaltet ist, die, wie aus
der Schnittdarstellung gemäß Figur 6 ersichtlich,
an den Stirnseiten eines Rotors 7 beziehungsweise
eines zugehörigen Konturrings 9 anliegen. Gleiche
Teile sind auch hier mit gleichen Bezugsziffern
versehen, so daß auf die Beschreibung gemäß Figur 5
und auf die gemäß Figur 1 verwiesen werden kann.This also applies to the embodiment shown in FIG. 6
a
Die linke Druckplatte 11b ist hier mit einem Druckkanal
15'' versehen, der über eine Fluidverbindung
51 mit einem Unterflügelbereich 53 in Fluidverbindung
steht. Es bedarf hier keines Abschlusses
der Fluidverbindung, da der Druckkanal
15'', ebenso wie der Unterflügelbereich 53, in den
druckdicht abgeschlossenen Raum 57 münden. Die
Druckplatte 11a enthält den Druckkanal 15', der
hier auf der rechten Seite des Rotors 7 angeordnet
ist und von dem Dichtelement, das hier wiederum als
Kaltstartplatte ausgebildet ist, gegenüber dem
Druckraum 13 verschlossen ist. Dabei ist davon auszugehen,
daß die Figuren 5 und 6, ebenso wie die
übrigen Figuren 7 bis 9 und 1 Pumpen darstellen,
die sich in der Anlauf- beziehungsweise Kaltstartphase
befinden, in denen der geförderte Druck nicht
ausreicht, das Dichtelement beziehungsweise die
Kaltstartplatte 17 von der zugehörigen Druckplatte
abzuheben.The
Aus Figur 6 wird deutlich, daß es für die Funktionsweise
der Pumpe in allen Fällen nicht erforderlich
ist, beide den Druckbereichen der zweihubigen
Pumpe zugeordneten Förderöffnungen zu verschließen.
Es reicht vielmehr aus, allein den unteren Druckkanal
gegenüber dem Druckraum abzuschließen und damit
eine Fluidverbindung zum oberen Druckraum beziehungsweise
zu einem Verbraucher abzusperren. In der
Anlauf- beziehungsweise Kaltstartphase ist durch
eine Kaltstartplatte 17 die fördernde Druckniere
der Pumpe von der nicht fördernden hydraulisch getrennt.
Gleichzeitig wird verhindert, daß das geförderte
Fluid von der fördernden Druckniere abfließt,
beispielsweise über den Druckraum zu einem
Verbraucher gelangt. Zusätzlich wird sichergestellt,
daß die fördernde Druckniere mit mindestens
einem Unterflügelbereich der Pumpe verbunden ist,
um sicherzustellen, daß die Flügel beziehungsweise
Rollen nach außen gegen den Konturring bewegt werden,
so daß die Fördereigenschaften der Pumpe während
der Anlaufphase verbessert werden.From Figure 6 it is clear that it works
the pump is not required in all cases
is, both the pressure ranges of the two-stroke
To close the pump assigned delivery openings.
Rather, it is sufficient to use the lower pressure channel alone
to complete against the pressure room and thus
a fluid connection to the upper pressure chamber respectively
to cordon off to a consumer. In the
Start-up or cold start phase is through
a
Bei dem in Figur 6 dargestellten Ausführungsbeispiel
der Pumpe 201 stellt die Kaltstartplatte 17
in der Anlauf- beziehungsweise Kaltstartphase sicher,
daß aus dem unteren Pumpenbereich kein
Hydrauliköl über den Druckraum 13 zu einem Verbraucher
gelangt. Das geförderte Öl wird vielmehr über
den linken Druckkanal 15'' zum abgeschlossenen Raum
57 gefördert und gelangt über eine Fluidverbindung,
die hier nur beispielhaft als Nut in der Druckplatte
11b ausgebildet ist, zum Unterflügelbereich
53 des unteren Pumpenabschnitts. Bei dem in Figur 6
dargestellten Ausführungsbeispiel muß die Fluidverbindung
51 nicht als Nut in die Oberfläche der
Druckplatte 11b eingebracht werden, da eine Fluidverbindung
von dem unteren Druckkanal 15'', über
den hermetisch abgeschlossenen Raum 57 zum Unterflügelbereich
53 besteht.In the embodiment shown in Figure 6
the
Anhand der Figuren 7 bis 9 soll erläutert werden,
daß das hier beschriebene Prinzip der Verbesserung
der Anlauf- beziehungsweise Kaltstarteigenschaften
auch bei einhubigen Pumpen, also sowohl bei Flügelzellen-
als auch bei Rollenzellenpumpen eine wesentliche
Verbesserung darstellt. Aus der stark
schematisierten in Figur 7 dargestellten Draufsicht
auf einen Rotor 7 und einen Konturring 9, wird das
Grundprinzip einer einhubigen Pumpe 301 deutlich.
Der Rotor ist mit radial verlaufenden Schlitzen 59
versehen, in die hier beispielhaft Flügel 61 beweglich
untergebracht sind. Der Rotor 7 ist exzentrisch
im Konturring 9 untergebracht, so daß ein
praktisch sichelförmiger Förderraum 63 ausgebildet
wird, der von den Flügeln 61 -hier gegen den Uhrzeigersinn-
durchlaufen wird. Dabei ergibt sich
aufgrund der von den Flügeln abgetrennten Teilvolumina
ein Saugbereich 65 und ein Druckbereich 67. In
der auf der Stirnseite des Rotors 7 beziehungsweise
des Konturrings 9 anliegenden Druckplatte sind im
wesentlichen ringförmig umlaufende Nuten 69 und 71
vorgesehen, die den Unterflügelbereichen zugeordnet
sind.7 to 9 will be used to explain
that the principle of improvement described here
the start-up or cold start properties
also with single-stroke pumps, i.e. both with vane cells
as well as in the case of roller cell pumps
Represents improvement. From the strong
schematic plan view shown in Figure 7
on a
Figur 8 zeigt eine erste Ausführungsform der in Figur
7 angesprochenen Pumpe 301 mit zwei Druckplatten
11a und 11b, die rechts und links von einem Rotor
7 und einem diesen zugeordneten Konturring 9
angeordnet sind. Die rechte Druckplatte 11a ist bei
dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7 mit den Nuten
69 und 71 versehen, von denen die dem Saugbereich
65 zugeordnete Nut 69 mit dem Druckbereich beziehungsweise
mit einem dem den Druckbereich zugeordneten
Druckkanal 15 über eine Fluidverbindung 51 in
hydraulischer Verbindung steht. Die Fluidverbindung
51 ist hier als eine in die Druckplatte 11a eingebrachte
Nut ausgebildet, die sich in der dem Rotor
7 abgewandten Oberfläche der Druckplatte befindet.
Die Fluidverbindung 51 zwischen dem Druckkanal 15
und der Nut 69 ist durch ein als Kaltstartplatte 17
ausgebildetes Dichtelement abgeschlossen, so daß
aus dem Druckkanal 15 austretendes Fluid nicht in
den Druckraum 13 gelangen kann. Die Kaltstartplatte
17 wird durch eine Anpreßfeder 19 gegen die Druckplatte
11a angedrückt.FIG. 8 shows a first embodiment of the one in FIG
7 addressed
Gegenüber der Druckplatte 11a befindet sich auf der
anderen Seite des Rotors 7 beziehungsweise Konturrings
9 eine zweite Druckplatte 11b, die mit einer
umlaufenden Nut 73 versehen ist, die die Unterflügelbereiche
sowohl des Saugbereichs 65 als auch des
Druckbereichs 67 miteinander verbindet. Die im
Druckbereich einfahrenden Flügel liefern Hydrauliköl
an die im Saugbereich 65 ausfahrenden Flügel,
wodurch die Funktionssicherheit der Pumpe erhöht
wird.Opposite the
Der Druckbereich 67 der Pumpe 301 kann über einen
Durchlaß 55 mit einem abgeschlossenen Raum 57 in
Verbindung stehen. Dadurch wird sichergestellt, daß
die linke Druckplatte 11b gegen den Rotor 7 und den
Konturring 9 angepreßt und die Leckage auf einen
Minimum reduziert wird.The
Aus Figur 8 ist ersichtlich, daß die linke Druckplatte
11b entfallen kann und daß hier unmittelbar
durch das Gehäuse eine Dichtfläche gebildet werden
kann, die an Rotor und Konturring anliegt. Wenn jedoch
die Pumpe 301 als Pumpe mit zwei Druckplatten
ausgebildet ist, ist es vorteilhaft, wenn der
Durchlaß 55 die Druckplatte durchdringt, so daß Öl
in den Raum 57 gelangen kann und die Druckplatte
gegen den Rotor angepreßt wird.From Figure 8 it can be seen that the
Aus Figur 8 wird deutlich, daß in der Anlaufphase
das Fluid nicht aus dem Druckbereich 67 über den
Druckkanal 15 in den Druckraum 13 beziehungsweise
zum Verbraucher gelangen kann. Das geförderte Fluid
steht über die Fluidverbindung 51 ausschließlich
dem Unterflügelbereich des Saugbereichs 65 zur Verfügung,
so daß die Fördereigenschaften der Pumpe in
der Anlauf- beziehungsweise Kaltstartphase wesentlich
verbessert werden.From Figure 8 it is clear that in the start-up phase
the fluid does not pass from the
Figur 9 zeigt schließlich ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer Pumpe 401, bei der letztlich die
Druckplatten 11a und 11b der anhand von Figur 8 erläuterten
Pumpe 301 vertauscht sind. Gleiche Teile
sind daher mit gleichen Bezugsziffern versehen. Der
Druckkanal 15 der rechten Druckplatte 11b ist durch
ein Dichtelement, hier durch eine Kaltstartplatte
17 verschlossen. Es wird deutlich, daß der Druckkanal
15 durch jedes beliebige Dichtelement verschlossen
werden kann. Auf der dem Druckkanal 15
gegenüberliegenden Seite des Rotors 7 ist ein
Durchlaß 55 vorgesehen, der in einen hydraulisch
abgeschlossenen Raum 57 mündet und der damit eine
Fluidverbindung zu einem Unterflügelbereich 53 herstellt,
der dem Saugbereich 65 zugeordnet ist. Da
der Druckkanal 15 in der Anlauf- beziehungsweise
Kaltstartphase der Pumpe 401 gegenüber dem Druckraum
13 verschlossen ist, gelangt das in der Startphase
geförderte Fluid ausschließlich über den
Durchlaß 55 und über die Fluidverbindung, die beispielsweise
durch den Raum 57 dargestellt wird, zum
Unterflügelbereich 53. Die linke Druckplatte 11a
kann hier auch eine als Nut ausgebildete Fluidverbindung
51 aufweisen, wie sie bei der Druckplatte
11a der Pumpe 301 gemäß Figur 8 vorgesehen war.Figure 9 finally shows a further embodiment
a
Die Druckplatte 11b ist wiederum mit einer umlaufenden
Nut 73 versehen.The
Es wird deutlich, daß bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß Figur 9 in der Anlauf- beziehungsweise Kaltstartphase
das im Druckbereich 67 vorhandene Fluid
nicht zum Verbraucher gelangen kann. Durch das
Dichtungselement beziehungsweise die Kaltstartplatte
17 wird sichergestellt, daß das Fluid ausschließlich
dem Unterflügelbereich 53 des Saugbereichs
65 zur Verfügung steht, so daß die Fördereigenschaften
der Pumpe 401 sehr rasch verbessert
werden. It is clear that in the
In Figur 10 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer doppelhubigen Flügelzellenpumpe 1 im Längsschnitt
wiedergegeben, wobei die obere Hälfte einen
Schnitt durch den Druckbereich und die untere
Hälfte einen Schnitt durch den Saugbereich darstellt.
Die Flügelzellenpumpe entspricht im wesentlichen
der in Figur 1 gezeigten, so daß auf eine
nochmalige Beschreibung der mit gleichen Bezugszeichen
gekennzeichneten Teile verzichtet wird.In Figure 10 is another embodiment
a double-
Der wesentliche Unterschied zu der in Figur 1 gezeigten Pumpe liegt darin, daß in diesem Ausführungsbeispiel die Kaltstartplatte als hydraulisches Widerstandselement mit unendlichem Widerstand ersetzt ist durch ein hydraulisches Widerstandselement mit endlichem Widerstand.The main difference from that shown in Figure 1 Pump is that in this embodiment the cold start plate as a hydraulic one Resistance element replaced with infinite resistance is by a hydraulic resistance element with finite resistance.
Ein weiterer Unterschied ist in der Ausbildung von
Kanälen 117 zu erkennen, die an der dem Rotor zugewandten
Seite in nicht dargestellte Unterflügelbereiche
und auf der gegenüberliegenden Seite in den
Druckraum 13 beziehungsweise in die Druckkanäle 15
münden. Zur besseren Verbindung von Druckkanal 15
mit dem jeweiligen Kanal 117 sind den Nuten 35, 37
der vorhergehenden Ausführungsbeispiele im wesentlichen
entsprechende Nuten 119 in die Oberfläche
der Druckplatte 11 eingebracht.Another difference is in the training of
In der Figur 10 ist nicht zu erkennen, daß die
hydraulischen Widerstände der Fluidpfade zwischen
Druckbereich und Unterflügelbereich einerseits und
Druckbereich und Verbraucher beziehungsweise anderem
Druckbereich andererseits für ein zähflüssiges
Fluid unterschiedlich ausgelegt sind. So ist
bei der in Figur 2 gezeigten Druckplatte, angewendet
auf das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 10, der
hydraulische Widerstand der Verbindung von Förderöffnung
21 beziehungsweise 23 zu der Zufuhröffnung
29 beziehungsweise 31 kleiner als der hydraulische
Widerstand zwischen Förderöffnung 21 beziehungsweise
23 zum Verbraucher beziehungsweise zu der gegenüberliegenden
Förderöffnung 23 beziehungsweise
21 über den Druckraum 13. Gleiches gilt selbstverständlich
auch für die in Figur 3 gezeigte Druckplatte
bei einem Einsatz in diesem Ausführungsbeispiel.In Figure 10 it can not be seen that the
hydraulic resistances of the fluid paths between
Pressure area and lower wing area on the one hand and
Pressure range and consumer or other
Pressure range on the other hand for a viscous
Fluid are designed differently. So is
applied to the printing plate shown in Figure 2
to the embodiment of Figure 10, the
hydraulic resistance of the connection of the
Diese erfindungsgemäße Auslegung der hydraulischen Widerstände führt dazu, daß das kalte zähflüssige Fluid zunächst den Weg des geringsten Widerstandes geht und auf diese Weise bevorzugt aus den Druckbereichen in die Unterflügelbereiche strömt.This hydraulic design according to the invention Resistance causes the cold viscous Fluid first the path of least resistance goes and in this way preferably from the pressure areas flows into the lower wing areas.
Im folgenden soll nun auf die Funktion der Flügelzellenpumpe
1 beziehungsweise auf die Wirkung der
zuvor genannten Auslegung der hydraulischen Widerstände
näher eingegangen werden:In the following, we will focus on the function of the
Wie bereits erwähnt, wird bei einem Kaltstart der
Flügelzellenpumpe 1, wenn also das geförderte Fluid
sehr zäh ist und die Flügel daher relativ unbeweglich
in den Schlitzen im Rotor 7 gelagert sind,
zunächst nur der untere Pumpenabschnitt fördern, da
im oberen Pumpenabschnitt die Flügel nicht am Konturring
anliegen.As already mentioned, the cold start will cause the
Um auch die Flügel im oberen Pumpenabschnitt aus
den Schlitzen gegen den Widerstand des zähflüssigen
Fluids herauszudrücken, wird die Förderleistung des
unteren Pumpenabschnitts zur Unterflügelversorgung
des oberen Pumpenabschnitts genutzt. Das geförderte
Fluid strömt dazu über einen Druckkanal 15 durch
die Förderöffnung 23 und die Nut 119 zur Zufuhröffnung
29 und durch den Zufuhrkanal 117 in den Unterflügelbereich.
Der so aufgebaute Druck in diesem
Unterflügelbereich bewirkt ein Herausdrücken der
Flügel.Around also the wings in the upper pump section
the slots against the resistance of the viscous
Pushing out fluids will increase the delivery rate of the
lower pump section for under-wing supply
of the upper pump section. The funded
For this purpose, fluid flows through a
Mit Hilfe der erwähnten Auslegung der hydraulischen
Widerstände läßt sich gewährleisten, daß das vom
unteren Pumpenabschnitt geförderte Fluid im wesentlichen
vollständig dem Unterflügelbereich zugute
kommt und nicht über den Druckraum 13 und den
Druckkanal 15 des oberen Pumpenabschnitts wieder
zurück in den Saugbereich beziehungsweise zum Verbraucher
strömt. In diesem Fall könnte kein Druck
aufgebaut werden.With the help of the mentioned design of the hydraulic
Resistance can be guaranteed that the
lower pump section pumped fluid essentially
fully benefits the lower wing area
comes and not over the
Sobald die Pumpe ihre volle Förderleistung bringt und das Fluid warm und damit weniger zähflüssig geworden ist, haben die genannten hydraulischen Widerstände keinen Einfluß mehr auf die Funktionsweise der Pumpe.As soon as the pump reaches its full delivery rate and the fluid becomes warm and therefore less viscous has the hydraulic resistances mentioned no longer affect how it works the pump.
In der Funktionsweise unterscheiden sich die in den Figuren 2 und 3 gezeigten Druckplatte beim Einsatz in der Flügelzellenpumpe gemäß Figur 10 nicht. Die in Figur 2 dargestellte getrennte Nutenführung hat jedoch den Vorteil, daß die Funktion unabhängig von der Einbaulage der Pumpe ist. So kann nämlich der obere Pumpenabschnitt im eingebauten Zustand auch unten liegen. Dies ist mit der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform nicht möglich, da dann der nicht arbeitende obere Pumpenabschnitt für die Unterflügelversorgung zuständig wäre, aber dafür nicht ausgelegt ist.The functionality of the differs in the Figures 2 and 3 pressure plate shown in use not in the vane pump according to FIG. 10. The has separate groove guide shown in Figure 2 however the advantage that the function is independent of the installation position of the pump. So that can upper pump section when installed too lying down. This is with that shown in Figure 3 Embodiment not possible because then the non-working upper pump section for the under-wing supply would be responsible, but for that is not designed.
Wie schon zuvor ausgeführt, spielt es auch bei diesem Ausführungsbeispiel keine Rolle, ob die Nuten in der Druckplattenoberfläche oder an der angrenzenden Gehäusewandung vorgesehen sind. Auch eine Kombination von Nuten sowohl in der Druckplatte als auch in der Gehäusewandung ist denkbar. Wesentlich ist dabei nur, daß der hydraulische Widerstand zwischen Druckbereich und Unterflügelbereich für ein zähflüssiges Fluid deutlich geringer ist als zum Verbraucher beziehungsweise zum anderen Druckbereich. Es muß also auf jeden fall gewährleistet sein, daß das geförderte Fluid des unteren Pumpenabschnitts einen Druck aufbauen kann und nicht drucklos abfließt.As mentioned before, it also plays with this Embodiment does not matter whether the grooves in the printing plate surface or on the adjacent one Housing walls are provided. Also one Combination of grooves in both the pressure plate and it is also conceivable in the housing wall. Essential is only that the hydraulic resistance between Pressure area and lower wing area for one viscous fluid is significantly lower than at Consumer or the other pressure range. So it must be guaranteed in any case be that the pumped fluid of the lower pump section can build up pressure and not flows off without pressure.
In den Figuren 11 bis 13 sind weitere Ausführungsbeispiele dargestellt, die sich gegenüber den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen durch eine weitere Druckplatte 11.2 auszeichnen. Es handelt sich also auch hier um doppelhubige Flügelzellenpumpen, wobei gleiche Teile, die anhand von Figur 10 bereits erläutert wurden, gleiche Bezugszeichen tragen, so daß auf deren Beschreibung hier verzichtet werden kann.11 to 13 are further exemplary embodiments shown, which are opposite to the previous ones described embodiments by another Mark pressure plate 11.2. It is about also here about double-stroke vane pumps, being the same parts that have already been shown in FIG have been explained, bear the same reference numerals, so that their description is omitted here can be.
Die in Figur 11 dargestellte Flügelzellenpumpe 1
weist ebenfalls einen in einem Grundgehäuse untergebrachten
Rotor 7 auf, der drehbar innerhalb eines
Konturrings 9 gelagert ist. Aus der Schnittdarstellung
ist ersichtlich, daß an beiden Stirnseiten des
Rotors 7 und des Konturrings 9 Druckplatten 11.1
und 11.2 vorgesehen sind. Die rechte Druckplatte
11.1 ist identisch aufgebaut wie die des anhand von
Figur 10 erläuterten Ausführungsbeispiels. Sie
weist zwei die Druckplatte durchdringende
Druckkanäle 15 auf, die in einen Druckraum 13 münden,
an dem auf geeignete Weise ein Verbraucher angeschlossen
sein kann. Mit Hilfe der Kanäle 15 und
117 wird also ein Fluidpfad 141 ausgebildet, der
zur Versorgung zumindest eines Unterflügelbereichs
dient. Durch geeignete Wahl des hydraulischen Widerstands,
beispielsweise durch Vorsehen von Stegen,
tiefere Nuten, Drosseln etc., wird gewährleistet,
daß das zähflüssige Fluid bevorzugt diesen
Weg nimmt und nicht den gestrichelt eingezeichneten
Fluidpfad 143.The
In der der ersten Druckplatte 11.1 gegenüberliegenden
Druckplatte 11.2 ist eine umlaufende Nut 145
vorgesehen, die der Unterflügelversorgung dient.
Zur Unterstützung der Kaltstarteigenschaften kann
die durchgehend umlaufende Nut 145 durch hydraulische
Widerstände, beispielsweise durch Stege, zweigeteilt
sein, wobei jeweils ein Bereich der Nut einem
Pumpenabschnitt zugeordnet ist. Damit wird sichergestellt,
das einem Unterflügelbereich zugeführtes
Hydrauliköl im Kaltstart nicht zu dem Unterflügelbereich
des anderen Pumpenabschnitts abfließt,
der noch keine Förderfunktion aufweist. Wesentlich
ist dabei, daß der hydraulische Widerstand
zwischen dem Saug- und dem Druckbereich eines Pumpenabschnitts
größer ist als zwischen diesen Bereichen
und den Saug- und Druckbereich des anderen
Druckbereichs der Pumpe. In the one opposite the first printing plate 11.1
Pressure plate 11.2 is a
Figur 12 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer
Flügelzellenpumpe 1, bei der die Druckplatte
11.1 jedoch lediglich Druckkanäle 15 aufweist. Eine
Versorgung der Unterflügelbereiche erfolgt nicht
über diese Druckplatte. Die gegenüberliegende
Druckplatte 11.2 weist demgegenüber neben einem
Druckkanal 15 auch einen Zufuhrkanal 117 in zumindest
einen Unterflügelbereich auf. Der Druckkanal
15 mündet in einen hermetisch abgeschlossenen
Druckraum 147, in den auch der Zufuhrkanal 17 mündet.
Im Betrieb der Pumpe baut sich in diesem
Druckraum 147 ein Druck auf, der einerseits die
Druckplatte 11.2 dicht an Konturring und Rotor anpreßt
und andererseits beide Unterflügelbereiche
mit Druck beaufschlagt.Figure 12 shows a further embodiment of a
Da der Druckraum 147 hermetisch abgeschlossen ist,
kann die in Figur 12 dargestellte Nut 149 in der
zweiten Druckplatte 11.2 ohne weiteres weggelassen
werden, sofern gewährleistet ist, daß der hydraulische
Widerstand des Fluidpfads 141 (Druckbereich-Druckraum-Unterflügelbereich)
kleiner ist als der
Fluidpfad 143 zwischen beiden Druckbereichen.Since the
Auch das in Figur 13 gezeigte Ausführungsbeispiel
einer Flügelzellenpumpe 1 arbeitet in gleicher
Weise. Im Gegensatz zu dem in Figur 12 dargestellten
Ausführungsbeispiel weist die zweite Druckplatte
11.2 lediglich einen Druckkanal 15 auf, der
in den hermetisch abgeschlossenen Druckraum 147
mündet. Auch hier ist somit eine Fluidverbindung
zwischen den beiden Druckbereichen über den Druckraum
147 ausgeschlossen. Der zu einem Unterflügelbereich
führende Zufuhrkanal 117 ist wiederum in
der ersten Druckplatte 11.1 vorgesehen.Also the embodiment shown in Figure 13
a
Bei der in Figur 13 dargestellten Ausführungsform
ergibt sich häufig das Problem, daß sich im oberen
Bereich des Druckraums 147 Luft ansammelt, die aufgrund
fehlender Öffnungen nicht mehr entweichen
kann. Die angesammelte Luft führt zu deutlich hörbaren
und damit störenden Geräuschen. Mit den in
den Figur 14a bis 14c gezeigten Ausführungsbeispielen
läßt sich dieses Problem lösen.In the embodiment shown in Figure 13
The problem often arises that in the upper
Area of
Die in Figur 14a gezeigte Flügelzellenpumpe weist
dazu neben den bereits im Zusammenhang mit den vorhergehenden
Ausführungsbeispielen ausführlich beschriebenen
Teilen in der Druckplatte 11.2 einen
Entlüftungskanal 165 auf. Dieser Entlüftungskanal
durchsetzt die Druckplatte 11.2 und mündet in eine
Druckniere 167, die dem oberen Pumpenabschnitt zugeordnet
ist. Um zu verhindern, daß sich ein Fluidstrom
vom unteren Druckbereich zum obere Druckbereich
in der Kaltstartphase einstellt, weist der
Entlüftungskanal 165 eine geringe Strömungsquerschnittsfläche
auf. Der vom Entlüftungskanal 165
gebildete hydraulische Widerstand muß also für kaltes
zähflüssiges Hydrauliköl so groß gewählt werden,
daß sich im wesentlichen kein Fluidstrom einstellt,
so daß nahezu das gesamte vom unteren Pumpenabschnitt
in den Druckraum 147 geförderte
Hydrauliköl dem Unterflügelbereich über den Kanal
145 zugute kommt.The vane pump shown in Figure 14a has
in addition to those already in connection with the previous ones
Embodiments described in detail
Share in the pressure plate 11.2
In Figur 14b ist eine weitere Realisierung gezeigt,
wobei in diesem Fall jeder der beiden Drucknieren
der Druckplatte 11.2 ein Entlüftungskanal 165 zugeordnet
ist. Da im Fluidpfad von unterem Druckbereich
über Druckraum 147 zu oberem Druckbereich
zwei hydraulische Widerstände in Form der Entlüftungskanäle
165 liegen, läßt sich die Strömungsquerschnittsfläche
des einzelnen Entlüftungskanals
etwas größer auslegen als im vorhergehenden Ausführungsbeispiel.
Es muß lediglich dafür gesorgt werden,
daß die Summe der beiden hydraulischen Widerstände
so groß ist, daß sich in der Anlaufphase bei
kaltem zähflüssigem Hydrauliköl im wesentlichen
kein Fluidstrom einstellt.A further implementation is shown in FIG. 14b.
in which case each of the two pressure kidneys
a
In beiden vorgenannten Ausführungsbeispielen reicht
der geringe Querschnitt des Entlüftungskanals 165
jedoch aus, im Druckraum 147 nach oben strömende
Luft aus diesem entweichen zu lassen.Sufficient in both of the above-mentioned exemplary embodiments
the small cross section of the
Eine weitere Realisierung einer Entlüftung ist in
Figur 14c dargestellt. Statt einen hydraulischen
Widerstand in Form von verengten Kanälen in der
Druckplatte 11.2 vorzusehen, ist an der den Druckraum
147 begrenzenden Wand vorzugsweise ein Steg
169 ausgebildet. Dieser Steg 169 dient als hydraulisches
Widerstandselement, daß im Fluidpfad zwischen
unterem und oberem Druckbereich eingebracht
ist. Dessen Widerstandswert ist wiederum so groß
gewählt, daß kaltes zähflüssiges Hydrauliköl nicht
von einem dem unteren Pumpenabschnitt zugeordneten
Druckraumbereich in den dem oberen Pumpenabschnitt
zugeordneten Druckraumbereich abfließt, wobei die
Grenze der beiden Druckraumbereich der Steg 169
darstellt.Another implementation of ventilation is in
Figure 14c shown. Instead of a hydraulic one
Resistance in the form of narrowed channels in the
Providing pressure plate 11.2 is on the
Selbstverständlich ist es auch möglich, durch entsprechende
Ausbildung des Stegs 169 zwei vollständig
voneinander getrennte Druckraumbereiche herzustellen.Of course, it is also possible by appropriate
Formation of the
Zusammenfassend ist also festzustellen, daß den mit
Bezug auf die Figuren 10 bis 14 beschriebenen Ausführungsbeispielen
gemein ist, daß der hydraulische
Widerstand des zwischen zwei Druckbereichen vorhandenen
Fluidpfads 143 beziehungsweise des Fluidpfads
zwischen dem fördernden Druckbereich und dem Verbraucher
größer ausgelegt ist als der hydraulische
Widerstand des Fluidpfads 141 zwischen Druckbereich
und Unterflügelbereich. Damit wird auf jeden fall
gewährleistet, daß beim Start der Flügelzellenpumpe
der fördernde untere Pumpenabschnitt im wesentlichen
zur Versorgung der Unterflügelbereiche eingesetzt
wird, um damit die Förderleistung des oberen
Pumpenabschnitts zu steigern.In summary it can be said that the with
With reference to Figures 10 to 14 embodiments described
what is common is that the hydraulic
Resistance of the existing between two pressure ranges
Selbstverständlich sind auch andere Anordnungskombinationen von Druckkanälen und Zufuhrkanälen in einer oder zwei Druckplatten möglich. Für die erfindungsgemäße Funktion der Pumpe ist es letztendlich nur notwendig, die hydraulischen Widerstände in der vorgenannten Weise vorzusehen.Other combinations of arrangements are of course also possible of pressure channels and supply channels in one or two printing plates possible. For the invention It is ultimately the function of the pump only necessary the hydraulic resistors to provide in the aforementioned manner.
Nach allem wird deutlich, daß das hier dargestellte Prinzip sowohl bei Flügelzellen- als auch bei Rollenzellenpumpen Verwendung finden kann. Es spielt außerdem keine Rolle, ob die Pumpen als einhubige oder doppelhubige Pumpen ausgebildet sind oder mehr als zwei Förderräume aufweisen. Wesentlich ist, daß im ersten Moment, also beim Anlaufen oder beim Kaltstart, die Fluidverbindung zwischen dem fördernden Druckbereich und einem Verbraucher stark eingeschränkt oder unterbrochen ist, daß auch -bei zwei- und mehrhubigen Pumpen- nahezu keine Verbindung zwischen dem fördernden Druckbereich und einem beim Start nicht fördernden Druckbereich gegeben ist, und daß schließlich durch ein hydraulisches Widerstandselement mit endlichem oder undendlichem Widerstand sichergestellt ist, daß das in der Startphase vorhandene beziehungsweise geförderte Fluid bevorzugt oder ausschließlich einem Unterflügelbereich zugeführt wird, um das Förderverhalten der Pumpe im Start zu verbessern.After all, it becomes clear that what is shown here Principle of both vane and roller cell pumps Can be used. It's playing also doesn't matter whether the pumps are single-stroke or double-stroke pumps are designed or more than two promotion rooms. It is essential that in the first moment, i.e. when starting up or when Cold start, the fluid connection between the conveying Pressure range and a consumer strong is restricted or interrupted that also -be two and multi-stroke pumps - almost no connection between the conveying pressure area and a given at the start non-promoting pressure range is, and that eventually through a hydraulic Resistance element with finite or infinite Resistance is ensured that in the Start-up phase existing or funded Fluid preferred or exclusively a lower wing area is fed to the funding behavior to improve the pump at startup.
Claims (20)
- Pump, especially a vane pump with at least two pumping sections each with a suction area and a pressure area, with a first fluid path leading to a consumer and with at least one hydraulic resistance element arranged in the first fluid path leading to the consumer, characterised in that the hydraulic resistance element is arranged in a second fluid path connecting the pressure areas in such a way that the pressure built up in the pressure area of one pump section actuates the undervane area of the other pump section.
- Pump according to claim 1, characterised in that the hydraulic resistance element with an infinite resistance is designed as a sealing element (cold-start plate 17) by which the pressure areas of the pumping sections can be separated from each other.
- Pump according to claim 1 or 2, characterised in that it is designed as a vane pump which has a rotor (7) with radial slots accommodating the vanes, a pressure plate (11 ) resting tightly on one of its end sides and a fluid connection (51') between at least one pressure area of the vane pump and one undervane area (53).
- Pump according to claim 1, 2 or 3, characterised in that the pressure plate (11) has at least one fluid connection preferably designed as a groove (35; 37) on its side facing the sealing element designed as a cold-start plate (17), through which the fluid passes from a delivery port (21; 23) to at least one undervane area.
- Pump according to one of the preceding claims, characterised in that the cold-start plate (17) closes at least one groove in the surface (33) of the pressure plate (11) facing the cold-start plate (17) against the first and the second fluid path through which the fluid from the delivery port (21; 23) enters at least one undervane area.
- Pump according to one of the preceding claims, characterised in that a fluid connection exists from one delivery port (23) to an undervane area which lags behind the delivery port, viewing in the direction of rotation.
- Pump according to the claims 3 to 5, characterised in that a fluid connection exists from one delivery port (23) to an undervane area which moves in advance of the delivery port, viewing in the direction of rotation.
- Pump according to one of the claims 2 to 7, characterised in that the undervane area which is lagging, as well as the one which moves in advance, are in fluid connection with the delivery port (23).
- Pump according to one of the preceding claims, characterised in that the fluid connection is created through grooves made in the surface of the pressure plate (11) and/or the cold-start plate (17), the said grooves being of different depths.
- Pump according to one of the preceding claims, characterised in that the cold-start plate (17) is pressed against the pressure plate (11) by a biasing force preferably applied by a spring.
- Pump according to claim 10, characterised in that the biasing force is set to such a level that the cold-start plate (17) lifts off after the start and opens the connection from the pressure area to the consumer.
- Pump according to claim 10 or 11 with two pins (47, 49) centering the pressure plate (11 ), characterised in that the pins center the cold-start plate (17) alone or the cold-start plate (17) and the spring, as well as securing them against rotation.
- Pump according to one of the preceding claims, characterised in that the pressure plate (11) and/or the cold-start plate (17) is so designed that there is only a narrow supporting or contact area (41) between the plates.
- Pump according to claim 1, with a rotor (7) accommodating a vane and with at least one pressure plate (11) resting tightly on one end side of the rotor (7), whereby a third fluid path (141) is formed between the pressure area of the pump and at least one undervane area, characterised in that the hydraulic resistance element is so designed that the hydraulic resistance of the third fluid path (141) in relation to the second fluid path (143) is so small that it preferably flows through the third fluid path (141 ) when the fluid to be displaced is cold.
- Pump according to claim 14, characterised in that the pressure plate (11) has a groove (119) on its side facing away from the rotor (7), which, together with a input port (21; 23) and at least one delivery port (29; 31) in the pressure plate, forms the third fluid path (141).
- Pump according to claim 14 or 15, characterised in that an additional pressure plate (11.2) is provided, associated with the other end face of the rotor (7), which has an all-round groove (145) connecting the undervane areas, and in that a hydraulic resistance, preferably a web, is provided between a groove area associated with the first pump section and a groove area associated with a second pump section.
- Pump according to claim 16, characterised in that a duct (15) is formed in the additional pressure plate (11.2), passing through it, making a fluid connection between a pressure area and a pressure chamber (147).
- Pump according to claim 17, characterised in that the additional pressure plate (11.2) has an additional duct (165) which makes a fluid connection between the pressure chamber and the other pressure area, whereby a hydraulic resistance element (165; 169) is formed in the fluid path between the pressure areas via the pressure chamber (147), which almost cuts off a connection when the fluid is cold and viscous.
- Pump according to claim 18, characterised in that the hydraulic resistance element is provided in the form of a duct (165) with a reduced flow cross section.
- Pump according to claim 18, characterised in that the hydraulic resistance element is provided in the form of a web (169) arranged in the pressure chamber (147).
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