EP1318304A2 - Vane pump - Google Patents

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EP1318304A2
EP1318304A2 EP02026051A EP02026051A EP1318304A2 EP 1318304 A2 EP1318304 A2 EP 1318304A2 EP 02026051 A EP02026051 A EP 02026051A EP 02026051 A EP02026051 A EP 02026051A EP 1318304 A2 EP1318304 A2 EP 1318304A2
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EP
European Patent Office
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pressure
pump
pressure medium
medium flow
valve
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EP02026051A
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EP1318304B1 (en
EP1318304A3 (en
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Johann Merz
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Robert Bosch Automotive Steering GmbH
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ZF Lenksysteme GmbH
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Publication date
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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
    • F04C14/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations
    • F04C14/02—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations specially adapted for several machines or pumps connected in series or in parallel
    • 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
    • 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
    • F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/30—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F04C2/34—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F04C2/344—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
    • F04C2/3446—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member the inner and outer member being in contact along more than one line or surface

Definitions

  • the invention relates to a vane pump for generating of a pressure medium flow to a consumer according to the preamble of claim 1.
  • a generic vane pump is from DE 41 36 150 A1 known.
  • the generic vane pump has in one Pump housing a non-rotatably mounted cam ring on.
  • a rotor is arranged inside the cam ring, which has a plurality of slots which are essentially are directed radially outwards.
  • In the slots are wings movably guided their movement, at a rotation of the rotor, through the inner contour of the Curve ring is controlled.
  • the working chambers each have a suction and pressure zone on.
  • the pump known from DE 41 36 150 A1 is used, for example for power steering of a motor vehicle used.
  • To the very different Speeds of the drive motor to the pressure medium requirement To adapt the consumer, such vane pumps equipped with a flow control valve. This is to ensure that the liquid flow to the auxiliary system at a high pump speed the liquid flow at a low pump speed equivalent.
  • the generic document describes a vane pump where the pressure medium flows from the two outlet chambers connected in series at high speeds become.
  • the construction is disadvantageous the vane pump with the special flow control valve relatively complex.
  • a Actuation of the flow control valve only reached when there is a corresponding resistance at the throttle point. Disadvantageously, this must be a high one Volume flow are promoted, the corresponding output requires and an undesirable heat development caused.
  • Vane pumps From the further prior art are two-winged Vane pumps known, mostly not regulated are or have a bypass control. There are also known vane pumps, in which a vane side is short-circuited. The efficiency of this Vane pumps are however lower and the volume flow control to a consumer even less precise, than in the generic vane pump, the has already proposed improvements for this.
  • the known vane pumps mostly promote high volume against a throttle or against a Resistance is led and if necessary by a Flow control valve and a bypass line traceable is.
  • the losses go directly into temperature over and warm up the pressure medium circuit significantly. This makes the use of appropriate coolers necessary, their size proportional to the pressures increases. Because especially in the automotive sector always more hydraulic power is required to go up those from the vane pumps known so far resulting performance losses, which are directly in the Knock down fuel consumption, significantly.
  • the present invention is based on the object to create a vane pump that the aforementioned Solves disadvantages of the prior art, in particular the efficiency at higher speeds clearly improved and at a low cost, compact Design an independent power control and a allows precise volume flow control to a consumer.
  • the shut-off valve optimizes the efficiency of the vane pump and enables a compact and inexpensive Construction.
  • a piston of the shut-off valve can be controlled depending on the pump speed, the piston of the shut-off valve on a first Piston side on the pump pressure side and on the opposite side, second piston side on the rear wing oil passage connected.
  • the pressure-independent switching is simple by pressurizing the piston on both sides reached.
  • the speed dependency is thereby achieved that the second piston side on the rear wing oil passage connected.
  • the pressure medium In the rear wing oil channel does the pressure medium have both the operating pressure, i.e. the pressure on the pump pressure side as well, with increasing Pump speed, a superimposed back pressure.
  • the operating pressure of the rear wing oil duct results in a known manner from the connection of the rear wing oil duct through bores and grooves with the pump pressure side.
  • the occurring with increasing speed Back pressure results from the movement of the wings the slots of the rotor.
  • the rear wing pump arises from the fact that the wings in the area of the inlet chambers from the perspective of the rear wing oil duct migrate outwards and thus pressure medium Aspirate from the pressure collection chamber or the pump pressure side. This pressure medium is in the area of the outlet chambers pushed out of the slots again.
  • the delivery rate is defined as the wing front area times Stroke and is speed-proportional. These are around a small amount of oil.
  • the inventor recognized that the speed dependence of the dynamic pressure in the rear wing area used to control the shut-off valve can be and therefore a particularly advantageous Power control and precise volume flow control to a consumer is possible.
  • start valve is a spring has, which counteracts the pressure of the rear wing oil channel.
  • the spring is advantageously a first Switch position of the shut-off valve guaranteed in which is the pressure medium flow from the first outlet chamber Can be fed to the pressure collection chamber via a check valve is.
  • the first switch position of the shut-off valve is present at low pump speeds.
  • the spring is designed as a compression spring and on the first one connected to the pump pressure side Piston side arranged.
  • the shut-off valve thus has essentially two switching positions.
  • the first switch position in which the Is stretched spring, the pressure medium flow from the first outlet chamber to the pump pressure side or in the Pressure collection room promoted.
  • the second piston side opposite the spring which is connected to the rear wing oil duct, due to the proportionally increasing speed-dependent increase Pressure applied.
  • This pressure moves the piston with increasing speed in the spring direction and opens thus a drain control edge that allows a pressure-free drain of the pressure medium of the first outlet chamber for Pump suction side enables.
  • the pressure medium flow is thus the shortest way to Pump suction side returned.
  • the energy that the shorted or returned Brings pressure medium flow with it, can Charging the pressure medium flow coming from the suction connection be used.
  • the one from the suction port and the intersection formed injector thus causes that the returned pressure medium flow optimally Pump suction side is supplied without the pressure medium inflow is hindered from the outside. Resulting from it there are other energetic advantages for the vane pump.
  • shut-off valve in a pump cover is integrated.
  • the vane pump has a pump suction side 1 a suction port 2 and a pump pressure side 3, the leads to a consumer, not shown, on.
  • the vane pump is particularly suitable to supply a power steering system Motor vehicle.
  • a drive shaft is in a pump housing 4 5 stored with a located on it Rotor 6 is connected.
  • the rotor 6 points radially arranged slots 7 in which wings 8 slidably are led.
  • ten wings 8 may be provided.
  • the blades 8 and the rotor 6 are formed by a cam ring 9, which is connected to the pump housing 4 such that it cannot rotate is enclosed. Between the cylindrical Surrounding surface of the rotor 6 and the elliptical Bore of the cam ring 9 are the two Working chambers 10. The working chambers 10 are in the generally crescent-shaped. The funding volume results from the largest possible sickle segment between two blades 8 and the width of the rotor 6 or the wing 8.
  • FIG. 2 A schematic representation of the working chambers 10 is shown in Fig. 2. It follows that each Working chamber 10 each have a suction zone with an inlet chamber 11 or 12 and a pressure zone with an outlet chamber 13 or 14 have. The pressure medium flows out the outlet chambers 13, 14 are in a pressure collection space 15 feasible.
  • the vane pump has a rear wing oil channel 16, which does not have bores and grooves shown in more detail, with the pump pressure side 3 or the pressure collection chamber 15 connected is.
  • the rear wing oil channel 16 is also with a so-called cold start groove 17 connected.
  • the pressure medium flow from the first outlet chamber 13 by means of a shut-off valve 18, which is integrated in the pump cover 19, controllable.
  • the pressure medium flow is low Pump speeds the pressure collection chamber 15 and at higher pump speeds short-circuited or directly the pump suction side 1 supplied.
  • the shut-off valve 18 a piston 20 which is dependent the pump speed is controllable.
  • the piston 20 of the shut-off valve 18 is on a first piston side 21 to the pump pressure side 3 or the pressure collection space 15 connected.
  • the rear wing oil duct is on a second piston side 22 16 connected.
  • the shutoff valve 18 also has a spring 23 on the pressure of the pressure medium from the rear wing oil duct 16 counteracts.
  • the spring 23 is on the first piston side 21 and arranged in the illustrated Embodiment designed as a compression spring.
  • the vane pump has a check valve 24 on the the pressure medium flow from the first outlet chamber 13 in can reach the pressure collection chamber 15.
  • the check valve 24 can advantageously be used as a diaphragm valve be trained.
  • the first outlet chamber 13 is then based of the schematic diagram in Fig. 2 described in more detail.
  • the intersection is designed as an injector 25.
  • the vane pump has a flow control piston 26, the Function for the device according to the invention in Fig. 2 is shown in more detail.
  • FIG. 2 shows a cam ring 9 already described which limits the rotor 6 with the wings 8.
  • the rotor 6 rotates in the direction of the arrow, making it more usual Way two working chambers 10, each with one Inlet chamber 11 or 12 and an outlet chamber 13 or 14 are formed.
  • this pressure medium from the inlet chambers 11 and 12 conveyed to the outlet chambers 13 and 14, respectively.
  • the pressure medium flow is controlled from the first outlet chamber 13 in a Exhaust line 30 drained, which is in Direction to the shut-off valve 18 and the check valve 24 branches. At low pump speeds the shut-off valve 18 is closed (as in FIG. 2 shown), so that the pressure medium flow from the controlled Outlet line 30 through the check valve 24 flows into the main pressure line 29.
  • the piston 20 of the shut-off valve 18 in the direction of the spring 23 moves such that a shutdown control edge 31 opens, an outflow of the pressure medium flow from the first outlet chamber 13 or the controlled one Outlet line 30 to the pump suction side 1 allows.
  • the check valve 24 prevents this Case a discharge of the pressure medium flow from the second outlet chamber 14 or from the main pressure channel 29 via the cut-off control edge 31 back to the pump suction side 1.
  • the pressure medium flow becomes the first Outlet chamber 13 into a pressure medium flow from a Oil container line 33 of an oil container 34 injected.
  • the piston 20 is actuated through the rear wing oil channel 16 the one with the second piston side 22 is connected by a rear wing oil line 35.
  • the speed-dependent actuation of the piston 20 takes place thereby by the already mentioned "rear wing pump", which is proportional to the radial movement of the wings 8 with the speed increasing, superimposed Back pressure generated.
  • the rear wing oil passage 16 has to increase the pressure with increasing speed also Throttling points 36. In that shown in Fig. 2 Embodiment are four throttling points 36 provided. Of course, there are also configurations feasible that a non-proportional Allow rise of the dynamic pressure.
  • the Main pressure channel 29 is through a branch channel 37 connected to the first piston side 21.
  • a control panel 38 In the main pressure line leading to the consumer 29 is a control panel 38, which, for control a bypass line 39, with the flow control piston 26 corresponds.
  • the bypass line 39 should one Excess pressure medium flow back to the pump suction side 1 lead. This ensures that a constant regulated pressure medium flow to the consumer arrives. It is particularly advantageous if by the shut-off valve 18 or the flow control piston 26 a straight or when the pump speed increases falling course of the pressure medium flow to the consumer is feasible.
  • the pressure medium flow to the consumer makes sense, because at a higher pump speed, the driving speed is correspondingly higher, so that a higher Steering resistance, driving dynamics and driving experience improved.
  • the flow control piston 26 is designed such that the flow control piston 26 from the bypass line 39 a certain, predetermined pressure opens.
  • the pressure who keeps the flow control piston 26 closed, will by a flow control piston spring 40 and a Current control line 41 built.
  • the power control line 41 is with the pressure of the pressure medium to the consumer applied.
  • the pressure on the flow control piston 26 opens, is applied through the main pressure line 29 or it becomes a differential pressure when flowing through the control panel 38 generated, the reduced Pressure on the side with the current control spring acts. at increasing volume flow, the differential pressure and opens the bypass 39.
  • the bypass line 39 forms with a suction line 42, into which the pressure medium may have been previously was injected from the return line 32, one Bypass injector 43.
  • the bypass line 39 can, for example as a intersection in the suction line 42 be introduced.

Abstract

The pump has an intake side, a housing with drive shaft and rotor, a rear blade oil channel, and working chambers with suction zones with intake chambers, and pressure zones with outlet chambers. A pressure medium flow coming from a first outlet chamber (13) is controlled by a shut-off valve (18), so that with low pump RPM, the flow is fed into a pressure collection chamber (15), and with higher pump RPM, is short-circuited resp. fed directly to the pump intake side (1), e.g. into the suction intake (2) via an injector (25). A piston (20) of the shut-off valve is controlled dependent upon pump RPM.

Description

Die Erfindung betrifft eine Flügelzellenpumpen zum Erzeugen eines Druckmittelstromes zu einem Verbraucher gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a vane pump for generating of a pressure medium flow to a consumer according to the preamble of claim 1.

Eine gattungsgemäße Flügelzellenpumpe ist aus der DE 41 36 150 A1 bekannt.A generic vane pump is from DE 41 36 150 A1 known.

Die gattungsgemäße Flügelzellenpumpe weist in einem Pumpengehäuse einen drehfest gelagerten Kurvenring auf. Im Inneren des Kurvenrings ist ein Rotor angeordnet, der mehrere Schlitze aufweist, die im wesentlichen radial nach außen gerichtet sind. In den Schlitzen sind Flügel beweglich geführt deren Bewegung, bei einer Drehung des Rotors, durch die Innenkontur des Kurvenrings gesteuert wird. Zwischen dem Kurvenring, dem Rotor und den Stirnseiten von seitlich anliegenden Gehäuseteilen sind Arbeitskammern gebildet. Die Arbeitskammern weisen dabei je eine Saug- und Druckzone auf. In jeder der beiden Saugzonen ist eine Einlaßkammer und in jeder der beiden Druckkammern eine Auslaßkammer angeordnet. Durch ein, mit drei Steuerkantenpaaren ausgestattetes Stromregelventil werden die beiden Druckmittelströme aus den beiden Auslaßkammern bei niedrigen Pumpendrehzahlen parallel und bei höheren Pumpendrehzahlen in Serie geschaltet.The generic vane pump has in one Pump housing a non-rotatably mounted cam ring on. A rotor is arranged inside the cam ring, which has a plurality of slots which are essentially are directed radially outwards. In the slots are wings movably guided their movement, at a rotation of the rotor, through the inner contour of the Curve ring is controlled. Between the curve ring, the rotor and the end faces from the side Housing parts are working chambers. The working chambers each have a suction and pressure zone on. There is an inlet chamber in each of the two suction zones and an outlet chamber in each of the two pressure chambers arranged. By one, with three pairs of control edges equipped flow control valve will be the two Pressure medium flows from the two outlet chambers low pump speeds in parallel and at higher Pump speeds connected in series.

Die aus der DE 41 36 150 A1 bekannte Pumpe wird beispielsweise für eine Hilfskraftlenkung eines Kraftfahrzeuges eingesetzt. Um die sehr unterschiedlichen Drehzahlen des Antriebsmotors an den Druckmittelbedarf des Verbrauchers anzupassen, werden derartige Flügelzellenpumpen mit einem Stromregelventil ausgestattet. Dadurch soll erreicht werden, daß der Flüssigkeitsstrom zur Hilfkraftanlage bei einer hohen Pumpendrehzahl dem Flüssigkeitstrom bei einer niedrigen Pumpendrehzahl entspricht.The pump known from DE 41 36 150 A1 is used, for example for power steering of a motor vehicle used. To the very different Speeds of the drive motor to the pressure medium requirement To adapt the consumer, such vane pumps equipped with a flow control valve. This is to ensure that the liquid flow to the auxiliary system at a high pump speed the liquid flow at a low pump speed equivalent.

Da die Leerlaufzahlen eines Fahrzeugmotors sehr niedrig liegen, muß das Verdrängungsvolumen der Flügelzellenpumpe entsprechend groß gewählt werden, um den Mindeststrombedarf des Verbrauchers sicherzustellen. Die Folge davon ist, daß bei hohen Motordrehzahlen ein entsprechend hoher Förderstrom ungenützt umgewälzt wird, was den Gesamtwirkungsgrad der Anlage verschlechtert.Because the idle numbers of a vehicle engine are very low must be the displacement volume of the vane pump be chosen to be large enough to meet the minimum power requirements to ensure the consumer. The The consequence of this is that at high engine speeds correspondingly high flow rate circulated unused becomes what the overall efficiency of the plant deteriorates.

Die gattungsgemäße Schrift beschreibt hierzu eine Flügelzellenpumpe bei der die Druckmittelströme aus den beiden Auslaßkammern bei hohen Drehzahlen in Serie geschaltet werden. In nachteilhafter Weise ist der Aufbau der Flügelzellenpumpe mit dem speziellen Stromregelventil relativ aufwendig. Darüber hinaus wird eine Betätigung des Stromregelventils erst erreicht, wenn ein entsprechender Widerstand an der Drosselstelle anliegt. In nachteilhafter Weise muß hierzu ein hoher Volumenstrom gefördert werden, der entsprechend Leistung erfordert und eine nicht erwünschte Wärmeentwicklung verursacht.The generic document describes a vane pump where the pressure medium flows from the two outlet chambers connected in series at high speeds become. The construction is disadvantageous the vane pump with the special flow control valve relatively complex. In addition, a Actuation of the flow control valve only reached when there is a corresponding resistance at the throttle point. Disadvantageously, this must be a high one Volume flow are promoted, the corresponding output requires and an undesirable heat development caused.

Eine vorteilhafte Leistungsregelung und eine genaue Volumenstromregelung ist mit der 'gattungsgemäßen Schrift nicht möglich.Favorable power control and accurate Volume flow control is generic Writing not possible.

Aus dem weiteren Stand der Technik sind zweiflügelige Flügelzellenpumpen bekannt, die meistens nicht geregelt sind oder eine Bypassregelung aufweisen. Es sind auch Flügelzellenpumpen bekannt, bei denen eine Flügelseite kurzgeschlossen ist. Der Wirkungsgrad dieser Flügelzellenpumpen ist jedoch geringer und die Volumenstromregelung zu einem Verbraucher noch ungenauer, als bei der gattungsgemäßen Flügelzellenpumpe, die hierfür bereits Verbesserungen vorgeschlagen hat.From the further prior art are two-winged Vane pumps known, mostly not regulated are or have a bypass control. There are also known vane pumps, in which a vane side is short-circuited. The efficiency of this Vane pumps are however lower and the volume flow control to a consumer even less precise, than in the generic vane pump, the has already proposed improvements for this.

Die bekannten Flügelzellenpumpen fördern zumeist ein hohes Volumen, das gegen eine Drossel bzw. gegen einen Widerstand geführt wird und gegebenenfalls durch ein Stromregelventil und eine Bypassleitung rückführbar ist. Die Verluste gehen dabei unmittelbar in Temperatur über und erwärmen den Druckmittelkreislauf deutlich. Dies macht den Einsatz von entsprechenden Kühlern notwendig, deren Größe proportional mit den Drükken ansteigt. Da insbesondere im Automobilbereich immer mehr hydraulische Leistung erforderlich ist, steigen die aus den bisher bekannten Flügelzellenpumpen resultierenden Leistungsverluste, die sich direkt im Kraftstoffverbrauch niederschlagen, deutlich an.The known vane pumps mostly promote high volume against a throttle or against a Resistance is led and if necessary by a Flow control valve and a bypass line traceable is. The losses go directly into temperature over and warm up the pressure medium circuit significantly. This makes the use of appropriate coolers necessary, their size proportional to the pressures increases. Because especially in the automotive sector always more hydraulic power is required to go up those from the vane pumps known so far resulting performance losses, which are directly in the Knock down fuel consumption, significantly.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flügelzellenpumpe zu schaffen, die die vorgenannten Nachteile des Standes der Technik löst, insbesondere den Wirkunsgrad bei höheren Drehzahlen deutlich verbessert und bei einer kostengünstigen, kompakten Bauform eine selbständige Leistungsregelung und eine genaue Volumenstromregelung zu einem Verbraucher ermöglicht.The present invention is based on the object to create a vane pump that the aforementioned Solves disadvantages of the prior art, in particular the efficiency at higher speeds clearly improved and at a low cost, compact Design an independent power control and a allows precise volume flow control to a consumer.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.This task is characterized by the characteristics solved by claim 1.

Dadurch, daß der Druckmittelstrom aus einer ersten Auslaßkammer bei höheren Pumpendrehzahlen kurzschließbar bzw. direkt der Pumpensaugseite zuführbar ist, wird eine vorteilhafte Leistungsregelung erzielt. Das an eine Drosselstelle zu einem Verbraucher geförderte Volumen des Druckmittelstromes wird durch die direkte Rückführung des Druckmittelstromes aus der ersten Auslaßkammer deutlich reduziert, so daß die Leistungsverluste minimiert werden. In vorteilhafter Weise reduziert sich somit auch die Wärmeentwicklung.The fact that the pressure medium flow from a first Outlet chamber can be short-circuited at higher pump speeds or can be fed directly to the pump suction side, an advantageous power control is achieved. The promoted to a choke point to a consumer Volume of the pressure medium flow is determined by the direct Return of the pressure medium flow from the first outlet chamber significantly reduced so that the power losses be minimized. Reduced in an advantageous manner thus also the heat development.

Das Abschaltventil optimiert den Wirkungsgrad der Flügelzellenpumpe und ermöglicht eine kompakte und kostengünstige Bauweise.The shut-off valve optimizes the efficiency of the vane pump and enables a compact and inexpensive Construction.

Von Vorteil ist es, wenn ein Kolben des Abschaltventils in Abhängigkeit der Pumpendrehzahl steuerbar ist, wobei der Kolben des Abschaltventils an einer ersten Kolbenseite an die Pumpendruckseite und an der entgegengesetzen, zweiten Kolbenseite an dem Hinterflügelölkanal angeschlossen ist.It is advantageous if a piston of the shut-off valve can be controlled depending on the pump speed, the piston of the shut-off valve on a first Piston side on the pump pressure side and on the opposite side, second piston side on the rear wing oil passage connected.

Dadurch, daß der Kolben des Abschaltventils in Abhängigkeit der Pumpendrehzahl steuerbar ist, ist ein druckunabhängiges Umschalten möglich. Dies führt zu deutlichen Leistungseinsparungen. Die Drehzahlabhängigkeit der Steuerung des Kolbens macht es möglich, daß der Druckmittelstrom aus der ersten Arbeitskammer gesteuert werden kann, ohne daß hierfür, mit Leistungsverlusten versehene Drücke aufgebaut werden müssen.Because the piston of the shut-off valve is dependent the pump speed is controllable is a pressure-independent switching possible. this leads to significant performance savings. The speed dependency the control of the piston makes it possible that the pressure medium flow from the first working chamber can be controlled without loss of power provided pressures must be built up.

In einfacher Weise wird das druckunabhängige Umschalten durch die beidseitige Druckbeaufschlagung des Kolbens erreicht. Die Drehzahlabhängigkeit wird dadurch erreicht, daß die zweite Kolbenseite an dem Hinterflügelölkanal angeschlossen ist. In dem Hinterflügelölkanal hat das Druckmittel sowohl den Betriebsdruck, d.h. den Druck auf der Pumpendruckseite als auch, bei steigender Pumpendrehzahl, einen überlagerten Staudruck.The pressure-independent switching is simple by pressurizing the piston on both sides reached. The speed dependency is thereby achieved that the second piston side on the rear wing oil passage connected. In the rear wing oil channel does the pressure medium have both the operating pressure, i.e. the pressure on the pump pressure side as well, with increasing Pump speed, a superimposed back pressure.

Der Betriebsdruck des Hinterflügelölkanal resultiert in bekannter Weise aus der Verbindung des Hinterflügelölkanals über Bohrungen und Nuten mit der Pumpendruckseite. Der bei steigender Drehzahl auftretende Staudruck resultiert aus der Bewegung der Flügel in den Schlitzen des Rotors. Dabei wird eine Art Hinterflügelpumpe gebildet, wobei der Staudruck bei steigender Pumpendrehzahl proportional ansteigt.The operating pressure of the rear wing oil duct results in a known manner from the connection of the rear wing oil duct through bores and grooves with the pump pressure side. The occurring with increasing speed Back pressure results from the movement of the wings the slots of the rotor. This is a kind of rear wing pump formed, the dynamic pressure with increasing Pump speed increases proportionally.

Die Hinterflügelpumpe entsteht dadurch, daß die Flügel im Bereich der Einlaßkammern aus Sicht des Hinterflüglölkanals nach außen wandern und somit Druckmittel aus dem Drucksammelraum bzw. der Pumpendruckseite ansaugen. Dieses Druckmittel wird im Bereich der Auslaßkammern wieder aus den Schlitzen ausgeschoben. Die Fördermenge ist definiert mit Flügelstirnfläche mal Hub und ist drehzahl-proportional. Es handelt sich dabei um eine kleine Ölmenge.The rear wing pump arises from the fact that the wings in the area of the inlet chambers from the perspective of the rear wing oil duct migrate outwards and thus pressure medium Aspirate from the pressure collection chamber or the pump pressure side. This pressure medium is in the area of the outlet chambers pushed out of the slots again. The The delivery rate is defined as the wing front area times Stroke and is speed-proportional. These are around a small amount of oil.

Zur Erhöhung des Drucks im Hinterflügelölkanal können außerdem Drosselstellen vorgesehen sein.To increase the pressure in the rear wing oil duct throttle points may also be provided.

In nicht naheliegender Weise hat der Erfinder erkannt, daß die Drehzahlabhängigkeit des Staudrucks im Hinterflügelbereich zur Steuerung des Abschaltventiles verwendet werden kann und somit eine besonders vorteilhafte Leistungsregelung und eine genaue Volumenstromregelung zu einem Verbraucher möglich ist.In a manner that is not obvious, the inventor recognized that the speed dependence of the dynamic pressure in the rear wing area used to control the shut-off valve can be and therefore a particularly advantageous Power control and precise volume flow control to a consumer is possible.

Von Vorteil ist es, wenn das Anschaltventil eine Feder aufweist, die dem Druck des Hinterflügelölkanals entgegenwirkt.It is advantageous if the start valve is a spring has, which counteracts the pressure of the rear wing oil channel.

Durch die Feder ist in vorteilhafter Weise eine erste Schaltstellung des Abschaltventiles gewährleistet, in der der Druckmittelstrom aus der ersten Auslaßkammer über ein Rückschlagventil dem Drucksammelraum zuführbar ist. Die erste Schaltstellung des Abschaltventiles liegt bei niedrigen Pumpendrehzahlen an. In vorteilhafter Weise ist die Feder als Druckfeder ausgebildet und an der mit der Pumpendruckseite verbundenen ersten Kolbenseite angeordnet.The spring is advantageously a first Switch position of the shut-off valve guaranteed in which is the pressure medium flow from the first outlet chamber Can be fed to the pressure collection chamber via a check valve is. The first switch position of the shut-off valve is present at low pump speeds. In advantageous The spring is designed as a compression spring and on the first one connected to the pump pressure side Piston side arranged.

Von Vorteil ist es, wenn sich der Kolben bei steigender Pumpendrehzahl durch den steigenden Druck des Hinterflügelölkanals in Richtung der Feder derart verschiebt, daß sich eine Abschaltsteuerkante öffnet, die ein Abfließen des Druckmittelstromes aus der ersten Auslaßkammer zu der Pumpensaugseite ermöglicht. It is an advantage if the piston increases with increasing Pump speed due to the increasing pressure of the rear wing oil duct in the direction of the spring that a shutdown control edge opens that an outflow of the pressure medium flow from the first Allows outlet chamber to the pump suction side.

Eine derartige Ausgestaltung läßt sich in einfacher, kostengünstiger und kompakter Bauform realisieren. Das Abschaltventil hat somit im wesentlichen zwei Schaltstellungen. In der ersten Schaltstellung, in der die Feder gestreckt ist, wird der Druckmittelstrom aus der ersten Auslaßkammer zur Pumpendruckseite bzw. in den Drucksammelraum gefördert. Bei steigender Drehzahl wird die der Feder entgegengesetzte, zweite Kolbenseite, die an den Hinterflügelölkanal angeschlossen ist, durch den drehzahlabhängig proportional ansteigenden Druck beaufschlagt. Dieser Druck verschiebt den Kolben bei steigender Drehzahl in Federrichtung und öffnet somit eine Ablaßsteuerkante, die ein druckloses Abfließen des Druckmittels der ersten Auslaßkammer zur Pumpensaugseite ermöglicht. In vorteilhafter Weise wird der Druckmittelstrom somit auf kürzestem Weg zur Pumpensaugseite zurückgeführt.Such an embodiment can be done in a simple, Realize cost-effective and compact design. The The shut-off valve thus has essentially two switching positions. In the first switch position, in which the Is stretched spring, the pressure medium flow from the first outlet chamber to the pump pressure side or in the Pressure collection room promoted. With increasing speed the second piston side opposite the spring, which is connected to the rear wing oil duct, due to the proportionally increasing speed-dependent increase Pressure applied. This pressure moves the piston with increasing speed in the spring direction and opens thus a drain control edge that allows a pressure-free drain of the pressure medium of the first outlet chamber for Pump suction side enables. Advantageously the pressure medium flow is thus the shortest way to Pump suction side returned.

Von Vorteil ist es, wenn der kurzgeschlossene Druckmittelstrom aus der ersten Auslasskammer mittels einer, als Injektor ausgebildeten Verschneidung, in den Druckmittelstrom des Sauganschlusses einspritzbar ist.It is advantageous if the short-circuited pressure medium flow from the first outlet chamber by means of a intersection designed as an injector, in the Pressure medium flow of the suction port is injectable.

Die Energie, die der kurzgeschlossene bzw. rückgeführte Druckmittelstrom mit sich bringt, kann somit zum Aufladen des aus dem Sauganschluß kommenden Druckmittelstromes verwendet werden. Der aus dem Sauganschluß und der Verschneidung gebildete Injektor bewirkt somit, daß der rückgeführte Druckmittelstrom optimal der Pumpensaugseite zugeführt wird, ohne daß der Druckmittelzufluß von außen behindert wird. Daraus ergeben sich weitere, energetische Vorteile für die Flügelzellenpumpe. The energy that the shorted or returned Brings pressure medium flow with it, can Charging the pressure medium flow coming from the suction connection be used. The one from the suction port and the intersection formed injector thus causes that the returned pressure medium flow optimally Pump suction side is supplied without the pressure medium inflow is hindered from the outside. Resulting from it there are other energetic advantages for the vane pump.

In einer konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, daß das Abschaltventil in einem Pumpendeckel integriert ist.In a constructive embodiment of the invention can also be provided that the shut-off valve in a pump cover is integrated.

In Versuchen hat sich herausgestellt, daß sich somit eine besonders einfache und kompakte Bauform erzielen läßt. Darüber hinaus können die bereits in diesem Bereich vorhandenen Kanäle und Bohrungen zum Anschluß des Abschaltventiles verwendet werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß bekannte und günstige Serienbauteile verwendet werden können.Experiments have shown that achieve a particularly simple and compact design leaves. In addition, those already in this area existing channels and holes for connection of the shut-off valve can be used. Another The advantage is that known and inexpensive series components can be used.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen und aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellten Ausführungsbeispiel.Advantageous refinements and developments of Inventions result from the further subclaims and from the following based on the drawing embodiment shown in principle.

Es zeigt:

Fig. 1
einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Flügelzellenpumpe; und
Fig. 2
ein hydraulisches Schaubild der erfindungsgemäßen Flügelzellenpumpe.
It shows:
Fig. 1
a cross section through the vane pump according to the invention; and
Fig. 2
a hydraulic diagram of the vane pump according to the invention.

Der Aufbau einer Flügelzellenpumpe ist grundsätzlich, beispielsweise aus der DE 41 36 150 A1, bekannt. Nachfolgend werden deshalb nur die für die Erfindung notwendigen Merkmale näher beschrieben.The structure of a vane pump is basically known for example from DE 41 36 150 A1. following are therefore only those necessary for the invention Features described in more detail.

Die Flügelzellenpumpe weist eine Pumpensaugseite 1 mit einem Sauganschluß 2 und eine Pumpendruckseite 3, die zu einem nicht näher dargestellten Verbraucher führt, auf. In besonderer Weise eignet sich die Flügelzellenpumpe zur Versorgung einer Hilfskraftlenkung eines Kraftfahrzeuges. In einem Pumpengehäuse 4 ist eine Antriebswelle 5 gelagert, die mit einem auf ihr befindlichem Rotor 6 verbunden ist. Der Rotor 6 weist radial angeordnete Schlitze 7 auf, in denen Flügel 8 verschiebbar geführt sind. Hierbei können beispielsweise zehn Flügel 8 vorgesehen sein.The vane pump has a pump suction side 1 a suction port 2 and a pump pressure side 3, the leads to a consumer, not shown, on. The vane pump is particularly suitable to supply a power steering system Motor vehicle. A drive shaft is in a pump housing 4 5 stored with a located on it Rotor 6 is connected. The rotor 6 points radially arranged slots 7 in which wings 8 slidably are led. Here, for example ten wings 8 may be provided.

Die Flügel 8 bzw. der Rotor 6 werden von einem Kurvenring 9, der verdrehsicher mit dem Pumpengehäuse 4 verbunden ist, umschlossen. Zwischen der zylindrischen Umfassungsfläche des Rotors 6 und der ellipsenartigen Bohrung des Kurvenringes 9 befinden sich die beiden Arbeitskammern 10. Die Arbeitskammern 10 sind dabei im allgemeinen sichelförmig ausgestaltet. Das Fördervolumen ergibt sich aus dem größtmöglichen Sichelsegment zwischen zwei Flügeln 8 und der Breite des Rotors 6 bzw. der Flügel 8.The blades 8 and the rotor 6 are formed by a cam ring 9, which is connected to the pump housing 4 such that it cannot rotate is enclosed. Between the cylindrical Surrounding surface of the rotor 6 and the elliptical Bore of the cam ring 9 are the two Working chambers 10. The working chambers 10 are in the generally crescent-shaped. The funding volume results from the largest possible sickle segment between two blades 8 and the width of the rotor 6 or the wing 8.

Eine schematische Darstellung der Arbeitskammern 10 ist in Fig. 2 dargestellt. Daraus ergibt sich, daß jede Arbeitskammer 10 je eine Saugzone mit einer Einlaßkammer 11 bzw. 12 und eine Druckzone mit einer Auslaßkammer 13 bzw. 14 aufweisen. Die Druckmittelströme aus den Auslaßkammern 13, 14 sind dabei in einen Drucksammelraum 15 führbar.A schematic representation of the working chambers 10 is shown in Fig. 2. It follows that each Working chamber 10 each have a suction zone with an inlet chamber 11 or 12 and a pressure zone with an outlet chamber 13 or 14 have. The pressure medium flows out the outlet chambers 13, 14 are in a pressure collection space 15 feasible.

Wie sich aus Fig. 1 ergibt, weist die Flügelzellenpumpe einen Hinterflügelölkanal 16 auf, der über nicht näher dargestellte Bohrungen und Nuten, mit der Pumpendruckseite 3 bzw. dem Drucksammelraum 15 verbunden ist. Der Hinterflügelölkanal 16 ist dabei auch mit einer sogenannten Kaltstartnut 17 verbunden. Die Drehung der Antriebswelle 5 und damit auch die des Rotors 6 bewirkt, daß die im Rotor 6 geführten Flügel 8 durch die entstehende Fliehkraft in radialer Richtung an die Laufbahn des feststehenden Kurvenringes 9 gedrückt werden. Dies wird durch das Druckmittel, das von dem Drucksammelraum 15 in den Hinterflügelölkanal 16 und somit an die innenliegenden Stirnflächen der Flügel 8 gelangt, unterstützt.As can be seen from FIG. 1, the vane pump has a rear wing oil channel 16, which does not have bores and grooves shown in more detail, with the pump pressure side 3 or the pressure collection chamber 15 connected is. The rear wing oil channel 16 is also with a so-called cold start groove 17 connected. The rotation the drive shaft 5 and thus also that of the rotor 6 causes the vanes 8 guided in the rotor 6 to pass through the resulting centrifugal force in the radial direction Career of the fixed cam ring 9 pressed become. This is due to the pressure medium from the Pressure collection chamber 15 in the rear wing oil duct 16 and thus on the inner end faces of the wings 8 arrives, supports.

Wie in Fig. 1 dargestellt, ist der Druckmittelstrom aus der ersten Auslaßkammer 13 mittels einem Abschaltventil 18, welches im Pumpendeckel 19 integriert ist, steuerbar. Der Druckmittelstrom wird dabei bei niedrigen Pumpendrehzahlen dem Drucksammelraum 15 und bei höheren Pumpendrehzahlen kurzgeschlossen bzw. direkt der Pumpensaugseite 1 zugeführt. Hierzu weist das Abschaltventil 18 einen Kolben 20 auf, der in Abhängigkeit der Pumpendrehzahl steuerbar ist. Der Kolben 20 des Abschaltventils 18 ist an einer ersten Kolbenseite 21 an die Pumpendruckseite 3 bzw. den Drucksammelraum 15 angeschlossen.As shown in Fig. 1, the pressure medium flow from the first outlet chamber 13 by means of a shut-off valve 18, which is integrated in the pump cover 19, controllable. The pressure medium flow is low Pump speeds the pressure collection chamber 15 and at higher pump speeds short-circuited or directly the pump suction side 1 supplied. For this purpose, the shut-off valve 18 a piston 20 which is dependent the pump speed is controllable. The piston 20 of the shut-off valve 18 is on a first piston side 21 to the pump pressure side 3 or the pressure collection space 15 connected.

Die Verbindung zwischen der ersten Kolbenseite 21 und der Pumpendruckseite 3 ist in Fig. 1 mit einer gestrichelten Linie angedeutet.The connection between the first piston side 21 and the pump pressure side 3 is in Fig. 1 with a dashed line Line indicated.

An einer zweiten Kolbenseite 22 ist der Hinterflügelölkanal 16 angeschlossen.The rear wing oil duct is on a second piston side 22 16 connected.

Das Abschaltventil 18 weist außerdem eine Feder 23 auf, die dem Druck des Druckmittels aus dem Hinterflügelölkanal 16 entgegenwirkt. Die Feder 23 ist dabei an der ersten Kolbenseite 21 angeordnet und in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Druckfeder ausgebildet. The shutoff valve 18 also has a spring 23 on the pressure of the pressure medium from the rear wing oil duct 16 counteracts. The spring 23 is on the first piston side 21 and arranged in the illustrated Embodiment designed as a compression spring.

Wie aus Fig. 1 ebenfalls ersichtlich, weist die Flügelzellenpumpe ein Rückschlagventil 24 auf, über das der Druckmittelstrom aus der ersten Auslaßkammer 13 in den Drucksammelraum 15 gelangen kann. Das Rückschlagventil 24 kann in vorteilhafter Weise als Membranventil ausgebildet sein.As can also be seen from FIG. 1, the vane pump has a check valve 24 on the the pressure medium flow from the first outlet chamber 13 in can reach the pressure collection chamber 15. The check valve 24 can advantageously be used as a diaphragm valve be trained.

Das genaue Zusammenspiel der einzelnen Teile und die erfindungsgemäße Steuerung des Druckmittelstromes aus der ersten Auslaßkammer 13 wird anschließend anhand des schematischen Schaubildes in Fig. 2 näher beschrieben.The exact interplay of the individual parts and the control of the pressure medium flow according to the invention the first outlet chamber 13 is then based of the schematic diagram in Fig. 2 described in more detail.

Der kurzgeschlossene Druckmittelstrom aus der ersten Auslaßkammer 13 wird, wie aus Fig. 1 ersichtlich, mittels einer Verschneidung 25 in den Druckmittelstrom des Sauganschlusses 2 eingespritzt. Die Verschneidung ist dabei als Injektor 25 ausgebildet.The short-circuited pressure medium flow from the first Outlet chamber 13, as can be seen in FIG. 1, by means of a blend 25 in the pressure medium flow of the suction port 2 injected. The intersection is designed as an injector 25.

Wie ebenfalls aus Fig. 1 ersichtlich, weist die Flügelzellenpumpe einen Stromregelkolben 26 auf, dessen Funktion für die erfindungsgemäße Vorrichtung in Fig. 2 näher dargestellt wird.As can also be seen from FIG. 1, the vane pump has a flow control piston 26, the Function for the device according to the invention in Fig. 2 is shown in more detail.

Fig. 2 zeigt einen bereits beschriebenen Kurvenring 9 der den Rotor 6 mit den Flügeln 8 begrenzt. Der Rotor 6 dreht sich dabei in Pfeilrichtung wodurch in üblicher Weise zwei Arbeitskammern 10 mit jeweils einer Einlaßkammer 11 bzw. 12 und einer Auslaßkammer 13 bzw. 14 gebildet werden. Die Einlaßkammern 11 bzw. 12 werden durch zwei Einlaßkammerleitungen 27 mit einem Druckmittelstrom versorgt. Durch die Drehung des Rotors 6 wird dieses Druckmittel von den Einlaßkammern 11 bzw. 12 zu den Auslaßkammern 13 bzw. 14 befördert. Von der zweiten Auslaßkammer 14 wird das Druckmittel in eine ungesteuerte Auslaßleitung 28 in Richtung einer Hauptdruckleitung 29 abgelassen. Der Druckmittelstrom aus der ersten Auslaßkammer 13 wird in eine gesteuerte Auslaßleitung 30 abgelassen, die sich in Richtung auf das Abschaltventil 18 und das Rückschlagventil 24 verzweigt. Bei niedrigen Pumpendrehzahlen ist das Abschaltventil 18 geschlossen (wie in Fig. 2 dargestellt), so daß der Druckmittelstrom von der gesteuerten Auslaßleitung 30 durch das Rückschlagventil 24 in die Hauptdruckleitung 29 strömt.2 shows a cam ring 9 already described which limits the rotor 6 with the wings 8. The rotor 6 rotates in the direction of the arrow, making it more usual Way two working chambers 10, each with one Inlet chamber 11 or 12 and an outlet chamber 13 or 14 are formed. The inlet chambers 11 and 12, respectively through two inlet chamber lines 27 with one Pressure medium flow supplied. By turning the rotor 6 this pressure medium from the inlet chambers 11 and 12 conveyed to the outlet chambers 13 and 14, respectively. From the second outlet chamber 14, the pressure medium into an uncontrolled outlet line 28 in the direction of a Main pressure line 29 drained. The pressure medium flow is controlled from the first outlet chamber 13 in a Exhaust line 30 drained, which is in Direction to the shut-off valve 18 and the check valve 24 branches. At low pump speeds the shut-off valve 18 is closed (as in FIG. 2 shown), so that the pressure medium flow from the controlled Outlet line 30 through the check valve 24 flows into the main pressure line 29.

Bei höheren Pumpendrehzahlen bzw. bei einem Ansteigen der Pumpendrehzahl über einen vorbestimmten Wert wird der Kolben 20 des Abschaltventiles 18 in Richtung auf die Feder 23 derart bewegt, daß sich eine Abschaltsteuerkante 31 öffnet, die ein Abfließen des Druckmittelstromes aus der ersten Auslaßkammer 13 bzw. der gesteuerten Auslaßleitung 30 zu der Pumpensaugseite 1 ermöglicht. Das Rückschlagventil 24 verhindert in diesem Fall ein Abfließen des Druckmittelstromes aus der zweiten Auslaßkammer 14 bzw. aus dem Hauptdruckkanal 29 über die Abschaltsteuerkante 31 zurück zur Pumpensaugseite 1.At higher pump speeds or with an increase the pump speed becomes above a predetermined value the piston 20 of the shut-off valve 18 in the direction of the spring 23 moves such that a shutdown control edge 31 opens, an outflow of the pressure medium flow from the first outlet chamber 13 or the controlled one Outlet line 30 to the pump suction side 1 allows. The check valve 24 prevents this Case a discharge of the pressure medium flow from the second outlet chamber 14 or from the main pressure channel 29 via the cut-off control edge 31 back to the pump suction side 1.

Der Druckmittelstrom der ersten Auslaßkammer 13, strömt nach Verlassen des Abschaltventiles 18 durch eine Rückführleitung 32 zu dem Injektor 25. Mittels des Injektors 25 wird der Druckmittelstrom der ersten Auslaßkammer 13 in einen Druckmittelstrom aus einer Ölbehälterleitung 33 eines Ölbehälters 34 eingespritzt. The pressure medium flow of the first outlet chamber 13, flows through after leaving the shut-off valve 18 a return line 32 to the injector 25. By means of of the injector 25, the pressure medium flow becomes the first Outlet chamber 13 into a pressure medium flow from a Oil container line 33 of an oil container 34 injected.

Daraus resultieren die bereits erwähnten energetischen Vorteile, da die Energie bzw. der Druck des rückgeführten Druckmittelstroms für den Aufladevorgang der Flügelzellenpumpe genutzt wird.This results in the energetic already mentioned Advantages because the energy or pressure of the returned Pressure medium flow for the charging process Vane pump is used.

Die Betätigung des Kolben 20 erfolgt durch den Hinterflügelölkanal 16 der mit der zweiten Kolbenseite 22 durch eine Hinterflügelölleitung 35 verbunden ist. Die drehzahlabhängige Betätigung des Kolbens 20 erfolgt dabei durch die bereits erwähnte "Hinterflügelpumpe", die durch die radiale Bewegung der Flügel 8 einen proportional mit der Drehzahl steigenden, überlagerten Staudruck erzeugt. Der Hinterflügelölkanal 16 weist zur Erhöhung des Drucks bei steigender Drehzahl außerdem Drosselstellen 36 auf. In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier Drosselstellen 36 vorgesehen. Selbstverständlich sind auch Ausgestaltungen realisierbar, die einen nicht-proportionalen Anstieg des Staudruckes ermöglichen.The piston 20 is actuated through the rear wing oil channel 16 the one with the second piston side 22 is connected by a rear wing oil line 35. The speed-dependent actuation of the piston 20 takes place thereby by the already mentioned "rear wing pump", which is proportional to the radial movement of the wings 8 with the speed increasing, superimposed Back pressure generated. The rear wing oil passage 16 has to increase the pressure with increasing speed also Throttling points 36. In that shown in Fig. 2 Embodiment are four throttling points 36 provided. Of course, there are also configurations feasible that a non-proportional Allow rise of the dynamic pressure.

Dem auf die zweite Kolbenseite 22 wirkenden Druck (Betriebsdruck + Staudruck) des Hinterflügelölkanals 16 wirkt die Feder 23 gemeinsam mit dem im Hauptdruckkanal 29 anliegenden Betriebsdruck entgegen. Der Hauptdruckkanal 29 ist dabei durch einen Zweigkanal 37 mit der ersten Kolbenseite 21 verbunden.The pressure acting on the second piston side 22 (Operating pressure + dynamic pressure) of the rear wing oil duct 16 acts the spring 23 together with that in the main pressure channel 29 opposing operating pressure. The Main pressure channel 29 is through a branch channel 37 connected to the first piston side 21.

Bei einer vollständigen Rückführung des Druckmittelstromes der ersten Auslaßkammer 13 zu der Pumpensaugseite 1 wird der Druck in der Hauptdruckleitung 29 im wesentlichen durch die zweite Auslaßkammer 14 erzeugt.With a complete return of the pressure medium flow the first outlet chamber 13 to the pump suction side 1, the pressure in the main pressure line 29 in essentially generated by the second outlet chamber 14.

In der zu dem Verbraucher führenden Hauptdruckleitung 29 ist eine Regelblende 38 angeordnet, die, zur Steuerung einer Bypassleitung 39, mit dem Stromregelkolben 26 korrespondiert. Die Bypassleitung 39 soll dabei einen überschüssigen Druckmittelstrom zurück zur Pumpensaugseite 1 leiten. Somit ist sichergestellt, daß ein konstant geregelter Druckmittelstrom zu dem Verbraucher gelangt. Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn durch das Abschaltventil 18 bzw. den Stromregelkolben 26 bei ansteigender Pumpendrehzahl ein gerader oder fallender Verlauf des Druckmittelstromes zu dem Verbaucher realisierbar ist.In the main pressure line leading to the consumer 29 is a control panel 38, which, for control a bypass line 39, with the flow control piston 26 corresponds. The bypass line 39 should one Excess pressure medium flow back to the pump suction side 1 lead. This ensures that a constant regulated pressure medium flow to the consumer arrives. It is particularly advantageous if by the shut-off valve 18 or the flow control piston 26 a straight or when the pump speed increases falling course of the pressure medium flow to the consumer is feasible.

Insbesondere wenn es sich bei dem Verbraucher um eine Hilfskraftlenkung handelt, ist ein fallender Verlauf des Druckmittelstromes zu dem Verbraucher sinnvoll, da bei einer höheren Pumpendrehzahl auch die Fahrgeschwindigkeit entsprechend höher ist, so daß ein höherer Lenkwiderstand die Fahrdynamik und das Fahrgefühl verbessert.Especially if the consumer is a Power steering is a falling trend the pressure medium flow to the consumer makes sense, because at a higher pump speed, the driving speed is correspondingly higher, so that a higher Steering resistance, driving dynamics and driving experience improved.

Der Stromregelkolben 26 ist derart ausgestaltet, daß der Stromregelkolben 26 die Bypassleitung 39 erst ab einem bestimmten, vorgegebenen Druck öffnet. Der Druck der den Stromregelkolben 26 geschlossen hält, wird dabei durch eine Stromregelkolbenfeder 40 und eine Stromregelleitung 41 aufgebaut.' Die Stromregelleitung 41 ist mit dem Druck des Druckmittels zu dem Verbraucher beaufschlagt. Der Druck, der den Stromregelkolben 26 öffnet, wird durch die Hauptdruckleitung 29 aufgebracht bzw. es wird ein Differenzdruck beim Durchströmen der Regelblende 38 erzeugt, wobei der reduzierte Druck auf die Seite mit der Stromregelfeder wirkt. Bei steigendem Volumenstrom steigt der Differenzdruck und öffnet den Bypass 39. The flow control piston 26 is designed such that the flow control piston 26 from the bypass line 39 a certain, predetermined pressure opens. The pressure who keeps the flow control piston 26 closed, will by a flow control piston spring 40 and a Current control line 41 built. ' The power control line 41 is with the pressure of the pressure medium to the consumer applied. The pressure on the flow control piston 26 opens, is applied through the main pressure line 29 or it becomes a differential pressure when flowing through the control panel 38 generated, the reduced Pressure on the side with the current control spring acts. at increasing volume flow, the differential pressure and opens the bypass 39.

Die Bypassleitung 39 bildet mit einer Saugleitung 42, in die gegebenenfalls bereits vorher das Druckmittel aus der Rückführleitung 32 eingespritzt wurde, einen Bypassinjektor 43. Die Bypassleitung 39 kann beispielsweise als Verschneidung in die Saugleitung 42 eingeführt werden.The bypass line 39 forms with a suction line 42, into which the pressure medium may have been previously was injected from the return line 32, one Bypass injector 43. The bypass line 39 can, for example as a intersection in the suction line 42 be introduced.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Flügelzellenpumpe kann auf bereits bekannte Bauteile, beispielsweise eine in Fig. 1 dargestellte Stirnplatte 44, zurückgegriffen werden. Die im Ausführungsbeispiel erwähnte Pumpensaugseite 1 ist für beide Arbeitskammern 10 ausgebildet, kann gegebenenfalls jedoch auch nur für eine einzelne Arbeitskammer 10 gestaltet sein, so daß in dieser Ausführungsform zwei Pumpensaugseiten 1 notwendig sind. To manufacture the vane pump according to the invention can on already known components, for example an end plate 44 shown in Fig. 1 used become. The mentioned in the embodiment Pump suction side 1 is designed for both working chambers 10, However, if necessary, only for one single working chamber 10 can be designed so that in This embodiment requires two pump suction sides 1 are.

Bezugszeichenreference numeral

11
Pumpensaugseitepump suction
22
Sauganschlußsuction
33
PumpendruckseitePump pressure side
44
Pumpengehäusepump housing
55
Antriebswelledrive shaft
66
Rotorrotor
77
Schlitzeslots
88th
Flügelwing
99
Kurvenringcam ring
1010
Arbeitskammerworking chamber
1111
Einlaßkammerinlet chamber
1212
Einlaßkammerinlet chamber
1313
Auslaßkammeroutlet
1414
Auslaßkammeroutlet
1515
DrucksammelraumPressure accumulator
1616
HinterflügelölkanalRear wing oil passage
1717
KaltstartnutKaltstartnut
1818
Abschaltventilshut-off valve
1919
Pumpendeckelpump cover
2020
Kolbenpiston
2121
erste Kolbenseitefirst piston side
2222
zweite Kolbenseitesecond piston side
2323
Federfeather
2424
Rückschlagventilcheck valve
2525
Verschneidungintersection
2626
StromregelkolbenFlow control piston
2727
EinlaßkammerleitungInlet chamber line
2828
Auslaßleitungoutlet pipe
2929
HauptdruckleitungMain pressure line
3030
Auslaßleitungoutlet pipe
3131
AbschlatsteuerkanteAbschlatsteuerkante
3232
Rückführleitung Return line
3333
ÖlbehälterleitungOil reservoir pipe
3434
Ölbehälteroilcontainer
3535
HinterflügelölleitungRear wing oil line
3636
Drosselstellenrestrictors
3737
ZweigkanalZweigkanal
3838
Regelblendecontrol orifice
3939
Bypassleitungbypass line
4040
StromregelkolbenfederFlow control piston spring
4141
StromregelleitungFlow control line
4242
Saugleitungsuction
4343
BypassinjektorBypass injector
4444
Stirnplattefaceplate

Claims (17)

Flügelzellenpumpen zum Erzeugen eines Druckmittelstromes zu einem Verbraucher, insbesondere einer Hilfskraftlenkung eines Kraftfahrzeuges, mit folgenden Merkmalen: einer Pumpensaugseite, die von einem Sauganschluß mit einem Druckmittel versorgbar ist und einer Pumpendruckseite, die mittels einer Hauptdruckleitung mit dem Verbraucher verbindbar ist; einem Pumpengehäuse in dem ein Kurvenring gehalten und eine Antriebswelle mit einem Rotor gelagert ist, wobei der Rotor Schlitze aufweist in denen Flügel verschiebbar geführt sind; einem Hinterflügelölkanal, der über Bohrungen und Nuten mit der Pumpendruckseite verbunden ist und die innenliegenden Stirnflächen der Flügel mit einem Betriebsdruck beaufschlagt; und Arbeitskammern, die je eine Saugzone mit einer Einlaßkammer und eine Druckzone mit einer Auslaßkammer aufweisen, wobei die Druckmittelströme aus den Arbeitskammern in einen Drucksammelraum führbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß
der Druckmittelstrom aus einer ersten Auslaßkammer (13) mittels einem Abschaltventil (18) derart steuerbar ist, daß der Druckmittelstrom bei niedrigen Pumpendrehzahlen dem Drucksammelraum (15) und bei höheren Pumpendrehzahlen kurzschließbar bzw. direkt der Pumpensaugseite (1) zuführbar istVane pumps for generating a pressure medium flow to a consumer, in particular an auxiliary power steering system of a motor vehicle, with the following features: a pump suction side which can be supplied with pressure medium from a suction connection and a pump pressure side which can be connected to the consumer by means of a main pressure line; a pump housing in which a cam ring is held and a drive shaft with a rotor is mounted, the rotor having slots in which vanes are slidably guided; a rear wing oil channel, which is connected to the pump pressure side via bores and grooves and which applies an operating pressure to the inner end faces of the wings; and Working chambers, each having a suction zone with an inlet chamber and a pressure zone with an outlet chamber, the pressure medium flows from the working chambers being able to be conducted into a pressure collecting space, characterized in that
the pressure medium flow from a first outlet chamber (13) can be controlled by means of a shut-off valve (18) in such a way that the pressure medium flow can be short-circuited to the pressure collecting chamber (15) at low pump speeds and can be short-circuited or fed directly to the pump suction side (1) at higher pump speeds Flügelzellenpumpen nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Kolben (20) des Abschaltventils (18) in Abhängigkeit der Pumpendrehzahl steuerbar ist.Vane pumps according to claim 1,
characterized in that
a piston (20) of the shut-off valve (18) can be controlled as a function of the pump speed. Flügelzellenpumpen nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Kolben (20) des Abschaltventils (18) an einer ersten Kolbenseite (21) an die Pumpendruckseite (3) und an der entgegengesetzten zweiten Kolbenseite (22) an dem Hinterflügelölkanal (16) angeschlossen ist.Vane pumps according to claim 2,
characterized in that
the piston (20) of the shut-off valve (18) is connected on a first piston side (21) to the pump pressure side (3) and on the opposite second piston side (22) to the rear wing oil duct (16). Flügelzellenpumpen nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Abschaltventil (18) eine Feder (23) aufweist, die dem Druck des Hinterflügelölkanals (16) entgegenwirkt.Vane pumps according to claim 3,
characterized in that
the shut-off valve (18) has a spring (23) which counteracts the pressure of the rear wing oil duct (16). Flügelzellenpumpen nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Feder (23) als Druckfeder ausgebildet und an der, mit der Pumpendruckseite (3) verbundenen, ersten Kolbenseite (21) angeordnet ist.Vane pumps according to claim 3 or 4,
characterized in that
the spring (23) is designed as a compression spring and is arranged on the first piston side (21) connected to the pump pressure side (3). Flügelzellenpumpen nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Druckmittelstrom aus der ersten Auslaßkammer (13) in einer ersten Schaltstellung des Abschaltventils (18), die niedrigen Pumpendrehzahlen entspricht, über ein Rückschlagventil (24) dem Drucksammelraum (15) bzw. der Hauptdruckleitung (29) zuführbar ist.Vane pumps according to one of claims 1 to 5,
characterized in that
the pressure medium flow from the first outlet chamber (13) in a first switching position of the shut-off valve (18), which corresponds to low pump speeds, can be fed to the pressure collecting chamber (15) or the main pressure line (29) via a check valve (24). Flügelzellenpumpen nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
sich durch die Bewegung der Flügel in den Schlitzen (7) des Rotors (6)eine Hinterflügelpumpe bildet, die einen überlagerten Staudruck im Hinterflügelölkanal (16) erzeugt, wobei der Staudruck bei steigender Pumpendrehzahl proportional ansteigt.Vane pumps according to one of claims 1 to 6,
characterized in that
through the movement of the vanes in the slots (7) of the rotor (6), a rear vane pump forms, which generates a superimposed back pressure in the rear wing oil channel (16), the back pressure increasing proportionally with increasing pump speed. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Hinterflügelölkanal (16) Drosselstellen (36) zur Erhöhung des Druck bei steigender Pumpendrehzahl aufweist.Vane pump according to claim 7,
characterized in that
the rear wing oil duct (16) has throttling points (36) to increase the pressure as the pump speed increases. Flügelzellenpumpen nach einem der Ansprüche 4 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
sich der Kolben (20) bei steigender Pumpendrehzahl durch den steigenden Druck des Hinterflügelölkanals (16) in Richtung der Feder (23) derart verschiebt, daß sich eine Abschaltsteuerkante (31) öffnet, die ein Abfließen des Druckmittelstroms aus der ersten, steuerbaren Auslaßkammer (13) zu der Pumpensaugseite (1) bzw. zu dem Sauganschluß (2) ermöglicht.Vane pumps according to one of claims 4 to 8,
characterized in that
When the pump speed rises, the piston (20) shifts in the direction of the spring (23) due to the increasing pressure of the rear-wing oil channel (16) in such a way that a switch-off control edge (31) opens which allows the pressure medium flow to flow out of the first, controllable outlet chamber (13 ) to the pump suction side (1) or to the suction connection (2). Flügelzellenpumpen nach einem der Ansprüche 6 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Rückschlagventil (24) ein Abfließen des Druckmittelstroms aus der zweiten Auslaßkammer (14) bzw. aus dem Drucksammelraum (15) verhindert.Vane pumps according to one of claims 6 to 9,
characterized in that
the check valve (24) prevents the pressure medium flow from flowing out of the second outlet chamber (14) or out of the pressure collection chamber (15). Flügelzellenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß
der kurzgeschlossene Druckmittelstrom aus der ersten Auslaßkammer (13) mittels einer Verschneidung (25) in den Druckmittelstrom des Sauganschlusses (2) einspritzbar ist.Vane pump according to one of claims 1 to 10,
characterized in that
the short-circuited pressure medium flow from the first outlet chamber (13) can be injected into the pressure medium flow of the suction connection (2) by means of an intersection (25). Flügelzellenpumpe nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Verschneidung als Injektor (25) ausgebildet ist.Vane pump according to claim 11,
characterized in that
the intersection is designed as an injector (25). Flügelzellenpumpen nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß
in der zu dem Verbraucher führenden Hauptdruckleitung (29) eine Regelblende (38) angeordnet ist, die zur Steuerung einer Bypassleitung (39) mit einem Stromregelkolben (26) korrespondiert.Vane pumps according to one of claims 1 to 12,
characterized in that
A control orifice (38) is arranged in the main pressure line (29) leading to the consumer and corresponds to a flow control piston (26) for controlling a bypass line (39). Flügelzellenpumpen nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Stromregelkolben (26) bzw. die Regelblende (38) einen Bypassdruckmittelstrom derart regeln, daß ein konstanter, geregelter Druckmittelstrom zu dem Verbraucher gelangt.Vane pumps according to claim 13,
characterized in that
the flow control piston (26) or the control orifice (38) regulate a bypass pressure medium flow in such a way that a constant, regulated pressure medium flow reaches the consumer. Flügelzellenpumpen nach Anspruch 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet, daß
durch den Stromregelkolben (26) und/oder das Abschaltventil (18) bei steigender Pumpendrehzahl ein gerader oder fallender Verlauf des Druckmittelstroms zu dem Verbraucher realisierbar ist.Vane pumps according to claim 13 or 14,
characterized in that
a straight or falling course of the pressure medium flow to the consumer can be realized by the flow control piston (26) and / or the shut-off valve (18) with increasing pump speed. Flügelzellenpumpen nach Anspruch 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Bypassdruckmittelstrom durch eine zweite, als Bypassinjektor (43) ausgebildete Verschneidung, dem Druckmittelstrom zu den Einlaßkammern (11,12) zuführbar ist.Vane pumps according to claim 14 or 15,
characterized in that
the bypass pressure medium flow can be supplied to the pressure medium flow to the inlet chambers (11, 12) through a second intersection formed as a bypass injector (43). Flügelzellenpumpen nach einem der Ansprüche 1 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Abschaltventil (18) in einem Pumpendeckel (19) integriert ist.Vane pumps according to one of claims 1 to 16,
characterized in that
the shut-off valve (18) is integrated in a pump cover (19).
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