EP1642030A2 - Flügel- oder rollenzellenpumpe - Google Patents

Flügel- oder rollenzellenpumpe

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EP1642030A2
EP1642030A2 EP04738734A EP04738734A EP1642030A2 EP 1642030 A2 EP1642030 A2 EP 1642030A2 EP 04738734 A EP04738734 A EP 04738734A EP 04738734 A EP04738734 A EP 04738734A EP 1642030 A2 EP1642030 A2 EP 1642030A2
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EP
European Patent Office
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pump
contour
area
vane
point
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EP04738734A
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French (fr)
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EP1642030B1 (de
EP1642030B2 (de
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Ivo Agner
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Magna Powertrain Bad Homburg GmbH
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LuK Fahrzeug Hydraulik GmbH and Co KG
ixetic Bad Homburg GmbH
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    • F04C2250/00Geometry
    • F04C2250/30Geometry of the stator

Definitions

  • the invention relates to a pump, such as a vane pump or roller cell pump, in particular a gear pump, with a double-stroke delivery contour, the delivery contour having at least one rise area, at least one large circle area, at least one descent area and at least one small circle area, and the pump within the delivery contour has a rotor with radially displaceable Has wings or rollers in radial rotor slots.
  • a pump such as a vane pump or roller cell pump, in particular a gear pump, with a double-stroke delivery contour
  • the delivery contour having at least one rise area, at least one large circle area, at least one descent area and at least one small circle area
  • the pump within the delivery contour has a rotor with radially displaceable Has wings or rollers in radial rotor slots.
  • a pump such as a vane pump or roller cell pump, in particular a gear pump, with a double-stroke conveying contour, the conveying contour having at least one rising area, at least one large circle area, at least one descending area and at least one small circle area and the pump within the conveying contour with a rotor has radially displaceable vanes or rollers in radial rotor slots and the angular range of the large circle area of the delivery contour is extended compared to a standard pump.
  • a pump according to the invention is characterized in that, in the case of a 10-vane pump, the large circle area of the delivery contour is at least 10 ° -15 °, preferably 13 °, larger than the angular division of the vane positions in the rotor (36 °) of a 10-vane standard pump and in the case of a 12-vane pump, the large circle area of the delivery contour is at least 16 ° -25 °, preferably 22 °, larger than the angular division of the vane positions in the rotor (30 °) of a 12-vane standard pump.
  • Another pump according to the invention is characterized in that the length of the suction area remains essentially the same as that of a standard pump. This has the advantage that the suction area of the same size means that no losses have to be accepted when reaching the maximum speed.
  • blade pitch 30 °
  • the turning points in the direction from the pressure area to the suction area have a distance of 2.5 x wing pitch.
  • a pump is preferred in which, in the case of a 10-vane pump, the turning points of the stroke contour function are shifted by approximately 3 ° in the direction of rotation compared to a 10-vane standard contour.
  • This has the advantage that the superimposition of the kinematic volume flow pulsation of the upper wing and lower wing pumps complements each other optimally. Otherwise, the turning points have a distance of approx.2.5 x blade pitch (the blade pitch for the 10-blade pump is 36 °).
  • Figure 1 shows the delivery contour of a 10-vane standard pump.
  • Figure 2 shows the delivery contour of a 10-vane pump according to the invention.
  • Figure 3 shows the delivery contour of a 12-vane pump according to the invention.
  • Figure 4 shows the function of the stroke of a 12-wing conveyor contour according to the invention over the angle of rotation.
  • Figure 5 shows the function of deriving the stroke according to the angle of rotation of a 12-wing conveyor contour according to the invention over the angle of rotation.
  • FIG. 6 shows the function of deriving the cell volume according to the angle of rotation, plotted over the angle of rotation, of a 12-wing conveyor contour according to the invention.
  • FIG. 1 the delivery contour of a 10-vane standard pump with the corresponding rotation angle points is shown schematically.
  • the conveying contour 1 is shown in principle in the center of the picture and is now explained schematically on the basis of the angle points, these angles not being shown exactly in terms of angle, but only their positions being explained schematically.
  • the description of the conveyor contour begins with the angle 0 °, which is located in the middle of the small circle area.
  • the small circle area merges at angle point 5, ie at 15 °, into the rise area (contour is enlarged radially outwards), in which the stroke volume between two wings increases and thus forms the suction area.
  • the rise range has an inflection point in the stroke contour function at angle point 7 at 45 ° (change in radius as a function of the angle of rotation) and finally ends at 69 ° in angle point 9.
  • the position of the inflection points of the stroke contour function can be determined by the position of the maxima and minima of the first derivative determine the stroke contour function via the angle of rotation (exactly).
  • the so-called great circle area extends from the angular point 9, that is from 69 °, to the angular point 11, that is to say 111 °, which, however, ensures this by the so-called case, ie a slight reduction of the stroke radially inward depending on the angle of rotation that the wing heads always remain pressed against the contour.
  • the great circle area with the case can also be defined so that its beginning is the maximum of Stroke contour function forms and its end is given as soon as there is no tangent continuity in the first and / or second derivative of the stroke contour function.
  • the actual descent area begins from point 11, that is at 111 °, which extends to 165 °, that is to the angle point 15, and thus represents the pressure range of the vane pump, since the stroke volume is now reduced.
  • the descent area again has a turning point in the stroke contour function at the angle point 13, ie at 135 °.
  • the point of inflection at point 7, ie in the area of ascent, and the point of inflection at point 13, ie in the area of descent, are spaced apart by approximately 90 °.
  • the 10-vane pump has a vane pitch of 36 °, this corresponds to 2.5 times the vane pitch.
  • the inflection point in the descent area and the inflection point in the next ascent area are thus also spaced apart by 2.5 times the wing pitch.
  • the position of the turning points is symmetrical to the main axis of the contour.
  • Half of the next small circle area extends from 165 °, ie from angle point 15, to 180 °, ie to angle point 17. From 180 ° to 360 °, ie from angle point 17 to back to angle point 3, the conveyor contour repeats itself symmetrically to the previously described conveyor contour half.
  • FIG. 2 shows a conveyor contour according to the invention for use in gear pumps, which has an extended large circle area.
  • the description of the conveyor contour 1 begins again at the angle point 3, i.e. at 0 ° in the middle of
  • the descending area of the conveyor contour begins at angle point 22 at 118 ° and ends again at angle point 15 at 165 °, which means that the pressure area is now shortened by the corresponding 7 ° compared to the pressure area in FIG. 1. It is important that the length of the suction area from the angle point 5 to the angle point 9 is maintained, which is advantageous in terms of reaching the maximum speed.
  • the inflection point 24 in the descent area is at 137.7 °, that is approximately at 138 °, in relation to the inflection point from FIG. 1 by 3 ° in the direction of rotation brought forward, which in turn means that both turning points maintain their distance of 90 ° or 2.5 x the blade pitch of the 10-blade pump (36 °). At 180 ° at angle 17, this new stroke contour according to the invention repeats itself symmetrically to the upper half.
  • a delivery contour of a 12-vane pump according to the invention is shown in FIG.
  • the description of the delivery contour 1 starts again at 0 degrees at the angle point 3. Since the 12-vane pump has a vane division of 30 ° instead of 36 °, the small circle area, which was 30 ° for the 10-vane pump, can be around these are reduced by 6 ° to 24 °, as a result of which the rise range of the conveyor contour begins after half a small circle range at 12 ° at angle point 30.
  • the rise range of the conveyor contour i.e. the suction area, as with the contours from FIG. 1 and FIG. 2, is maintained at 54 ° and thus ends at 66 ° at angle 32, again 3 ° earlier than with the 10-vane pumps.
  • the length of the suction area remains advantageously usable with regard to reaching the maximum speed.
  • the inflection point of the stroke contour function in the rise area should advantageously be in the middle of the rise area and is therefore arranged at angle point 34 at approximately 37.5 °.
  • the great circle area of this conveyor contour now extends from the angle point 32 at 66 ° to the angle point 36 at 118 ° and is thus once again extended by 3 ° compared to the conveyor contour from FIG. 2 or by 10 ° compared to the conveyor contour from FIG. 1, which in turn represents a gain for improved pressure equalization processes with foamed gear oil.
  • the descent area that is to say the pressure area of this conveyor contour, extends from the angle point 36 at 118 ° to the angle point 38 at 168 °, at which the conveyor contour then in turn merges into the next small circle area.
  • the inflection point of the stroke contour function in the descent area is arranged at angle point 40 at 141.7 ° and is thus spaced from the inflection point at angle point 34 by 104 °, that is to say about 3.5 times the blade pitch of 30 ° for the 12-blade pump ,
  • the turning point 40 in the descent area that is to say in the pressure area, is opposite to the next in the direction of rotation
  • the difference between the great circle length and the blade pitch is now 22 ° compared to 6 ° with the standard 10-wing contour and 13 ° compared to the improved 10-wing contour from FIG. 2.
  • the compression range can even be extended by 3 ° compared to the shortened compression range from FIG.
  • the turning points in the transition functions of the stroke contour therefore have a factor x.5 of the wing pitch, which is the basis for a good superimposition of the lower wing and upper wing pressure pulsation.
  • the aim of the invention is to make the available angle in the large circle area as long as possible, since the noise in foamed gear oil is mainly dominated by the pressure compensation processes and not by the geometrically caused volume flow pulsation. With this contour, too, the compression range is somewhat shorter than the intake range, and the turning points are rotated slightly further as a pair.
  • FIG. 4 shows the stroke contour function of the 12-wing contour from FIG. 3 with an extended case over the angle of rotation.
  • the contour increase begins at point 50 (corresponds to point 30 in FIG. 3) and continues to point 54.
  • the great circle area 56 begins at point 54 (point 32 in FIG. 3) at approximately 66 °.
  • the great circle area 56 constantly reduces the wing stroke with the so-called case to point 58 (point 36 in FIG. 3), in which the contour drop 60 then occurs extends to point 62 (point 38 in Figure 3).
  • the small circle area 64 then begins at point 62 and extends to point 66. Then the contour starts again in the same way as from point 50.
  • FIG. 5 shows the function of deriving the wing stroke according to the angle of rotation of the contour from FIG. 3 over the angle of rotation.
  • the contour increase begins with increasing amount of derivative of the wing stroke according to the angle of rotation and has its maximum at point 72 (point 34 in FIG. 3), whereupon the amount of derivative of the wing stroke according to the angle of rotation up to Point 74 (point 32 in
  • FIG. 3 decreases again steadily.
  • point 74 there is then the transition to the great circle area, the derivation of which is shown by the course of line 76.
  • the large circle area 76 passes at point 78 (point 36 in FIG. 3) to the transition function in the direction of a small circle, which initially begins with a decreasing amount of the derivative of the wing stroke according to the angle of rotation, which is represented by the function curve 80 is started until, from the minimum 82 (point 40 in FIG. 3), the amount of the derivative of the wing stroke according to the angle of rotation increases again, as represented by the functional area 84.
  • point 86 point 38 in FIG. 3
  • the small circle area 90 is then reached, which extends to point 92. From point 92, the function sequence is repeated as from point 70.
  • FIG. 6 shows the derivation of the cell volume according to the angle of rotation of the contour from FIG. 3 over the angle of rotation.
  • a progressive increase in cell volume up to point 100 and then a degressive increase in cell volume up to point 102 characterize the suction process.
  • the volume is then gradually and gradually reduced in the great circle area until the actual compression process takes place from point 104 with a progressive decrease in volume to point 106 and then with a degressive decrease in volume to point 108.
  • This function of deriving the cell volume according to the angle also shows, for example, between points 100 and 106 the distance of the turning points of the stroke contour function from 3.5 times the wing pitch and from point 106 to point 110 from 2.5 times the wing pitch.

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Abstract

Pumpe, wie beispielsweise Flügelzellenpumpe oder Rollenzellenpumpe, insbesondere Getriebepumpe, mit einer doppelhubigen Förderkontur, wobei die Förderkontur mindestens einen Anstiegsbereich, mindestens einen Grosskreisbereich, mindestens einen Abstiegsbereich und mindestens einen Kleinkreisbereich aufweist und die Pumpe innerhalb der Förderkontur einen Rotor mit radial verschieblichen Flügeln oder Rollen in radialen Schlitzen aufweist.

Description

Pumpe
Die Erfindung betrifft eine Pumpe, wie beispielsweise eine Flügelzellenpumpe oder Rollenzellenpumpe, insbesondere Getriebepumpe, mit doppelhubiger Förderkontur, wobei die Förderkontur mindestens einen Anstiegsbereich, mindestens einen Großkreisbereich, mindestens einen Abstiegsbereich und mindestens einen Kleinkreisbereich aufweist und die Pumpe innerhalb der Förderkontur einen Rotor mit radial verschieblichen Flügeln oder Rollen in radialen Rotorschlitzen aufweist.
Derartige Pumpen sind bekannt. Das Problem dabei ist, dass Getriebepumpen mit verschäumtem Getriebeöl arbeiten. Durch die unterschiedlichen Verschäumungsgrade ergeben sich stark unterschiedliche Ölelastizitäten. Ist viel ungelöste Luft im Öl enthalten, ist das Öl sehr weich. Damit dauert der Druckausgleichsvorgang bei konstanter Umsteuergeometrie länger als bei hartem, unverschäumten Öl, und es werden längere Drehwinkel für den Druck-umsteuervorgang benötigt, um auf die starke Elastizitätsstreuung zu reagieren. Diese Drehwinkel werden letztlich durch den Großkreisbereich geschaffen, dessen Winkel nur geringfügig größer ist als die Flügelteilung. In diesem Bereich ist das Zellvolumen nahezu konstant (abgesehen vom Fall, das ist eine leichte Verringerung des Flügelhubes radial nach innen in Abhängigkeit des Drehwinkels), und es kann über Druckausgleichskerben oder Zwischen kapazitäten (siehe DE 100 27 990 A1) die Druckumsteuerung weich mit geringen Druckanstiegsgradienten realisiert werden. Für die Anwendung mit verschäumten Getriebeöl sind jedoch diese Maßnahmen nicht ausreichend.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Pumpe zu schafffen, die diese Probleme nicht aufweist.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Pumpe, wie beispielsweise Flügelzellenpumpe oder Rollenzellenpumpe, insbesondere Getriebepumpe, mit einer doppelhubigen Förderkontur, wobei die Förderkontur mindestens einen Anstiegsbereich, mindestens einen Großkreisbereich, mindestens einen Abstiegsbereich und mindestens einen Kleinkreisbereich aufweist und die Pumpe innerhalb der Förderkontur einen Rotor mit radial verschieblichen Flügeln oder Rollen in radialen Rotorschlitzen aufweist und wobei der Winkelbereich des Großkreisbereiches der Förderkontur gegenüber einer Standardpumpe verlängert ist. Eine erfindungsgemäße Pumpe zeichnet sich dadurch aus, dass bei einer 10-Flügel- Pumpe der Großkreisbereich der Förderkontur um mindestens 10°-15°, vorzugsweise 13° größer ist als die Winkelteilung der Flügelpositionen im Rotor (36°) einer 10-Flügel- Standardpumpe und bei einer 12-Flügel-Pumpe der Großkreisbereich der Förderkontur um mindestens 16°-25°, vorzugsweise 22° größer ist als die Winkelteilung der Flügelpositionen im Rotor (30°) einer 12-Flügel-Standardpumpe. Hierdurch verkürzt sich gegenüber den Standardpumpen der Verdichtungsbereich, und der Bereich, der für den Druckausgleichsvorgang (Druckausgleichskerben oder Zwischenkapazitäten) zur Verfügung steht, verlängert sich vorteilhaft um den entsprechenden Winkel bzw. die entsprechenden Winkel.
Eine weitere erfindungsgemäße Pumpe zeichnet sich dadurch aus, dass die Länge des Saugbereiches gegenüber einer Standardpumpe im Wesentlichen gleich bleibt. Das hat den Vorteil, dass durch den gleich großen Saugbereich bezüglich des Erreichens der Maximaldrehzahl keine Einbußen hingenommen werden müssen.
Bevorzugt wird weiterhin eine Pumpe, bei der im Falle einer 12-Flügel-Pumpe die Wendepunkte der Hubkonturfunktion in Richtung vom Saugbereich zum Druckbereich etwa einen Abstand von 3,5 x Flügelteilung (Flügelteilung = 30°) und die Wendepunkte in Richtung vom Druckbereich zum Saugbereich etwa einen Abstand von 2,5 x Flügelteilung aufweisen. Das hat den Vorteil, dass die Wendepunkte optimal etwa in der Mitte der Anstiegs- und Abfallbereiche der Förderkontur zu liegen kommen, was für eine Übergangsfunktion mit nicht zu kleinen Krümmungsradien sorgt, die sich gut schleifen läßt.
Weiterhin wird eine Pumpe bevorzugt, bei welcher im Falle einer 10-Flügel-Pumpe die Wendepunkte der Hubkonturfunktion gegenüber einer 10-Flügel-Standardkontur um ca. 3° in Drehrichtung verschoben sind. Das hat den Vorteil, dass die Überlagerung der kinematischen Volumenstrompulsation von Oberflügel- und Unterflügelpumpe sich gegenseitig optimal ergänzt. Ansonsten besitzen die Wendepunkte einen Abstand von ca. 2,5 x Flügelteilung (die Flügelteilung bei der 10-Flügel-Pumpe ist 36°).
Die Erfindung wird nun anhand der Figuren beschrieben. Figur 1 zeigt die Förderkontur einer 10-Flügel-Standardpumpe.
Figur 2 zeigt die Förderkontur einer erfindungsgemäßen 10-Flügel-Pumpe.
Figur 3 zeigt die Förderkontur einer erfindungsgemäßen 12-Flügel-Pumpe.
Figur 4 zeigt die Funktion des Hubes einer erfindungsgemäßen 12-Flügel-Förderkontur über dem Drehwinkel.
Figur 5 zeigt die Funktion der Ableitung des Hubes nach dem Drehwinkel einer erfindungsgemäßen 12-Flügel-Förderkontur über dem Drehwinkel.
Figur 6 zeigt die Funktion der Ableitung des Zellenvolumens nach dem Drehwinkel, aufgetragen über dem Drehwinkel, einer erfindungsgemäßen 12-Flügel-Förderkontur.
In Figur 1 ist die Förderkontur einer 10-Flügel-Standardpumpe mit den entsprechenden Drehwinkelpunkten schematisch dargestellt. Die Förderkontur 1 ist in der Bildmitte prinzipiell dargestellt und wird nun schematisch anhand der Winkelpunkte erläutert, wobei diese Winkel nicht winkelmäßig exakt dargestellt sind, sondern nur ihre Positionen schematisch erläutert werden. In der Winkelposition 3 beginnt die Förderkonturbeschreibung mit dem Winkel 0°, welcher sich in der Mitte des Kleinkreisbereiches befindet. Der Kleinkreisbereich geht im Winkelpunkt 5, d.h. bei 15°, in den Anstiegsbereich (Kontur wird radial nach außen vergrößert) über, in welchem sich das Hubvolumen zwischen zwei Flügeln vergrößert und damit den Saugbereich bildet. Der Anstiegsbereich hat im Winkelpunkt 7 bei 45° einen Wendepunkt in der Hubkonturfunktion (Radiusänderung als Funktion des Drehwinkels) und endet schließlich bei 69° im Winkelpunkt 9. Die Lage der Wendepunkte der Hubkonturfunktion lässt sich durch die Position der Maxima und der Minima der ersten Ableitung der Hubkonturfunktion über dem Drehwinkel (genau) bestimmen. Vom Winkelpunkt 9, also von 69°, bis zum Winkelpunkt 11 , also bis 111°, erstreckt sich der so genannte Großkreisbereich, der allerdings durch den so genannten Fall, d.h. eine leichte Verringerung des Hubes radial nach innen in Abhängigkeit des Drehwinkels, dafür sorgt, dass die Flügelköpfe immer an der Kontur angepresst bleiben. Der Großkreisbereich mit dem Fall kann auch so definiert werden, dass sein Anfang das Maximum der Hubkonturfunktion bildet und sein Ende gegeben ist, sobald keine Tangentenstetigkeit mehr in der ersten und/oder zweiten Ableitung der Hubkonturfunktion gegeben ist. Vom Punkt 11 , also bei 111°, beginnt der eigentliche Abstiegsbereich, welcher bis 165°, also bis zum Winkelpunkt 15 verläuft und somit den Druckbereich der Flügelzellenpumpe darstellt, da sich nun das Hubvolumen verkleinert. Der Abstiegsbereich hat im Winkelpunkt 13, d.h. bei 135°, wiederum einen Wendepunkt in der Hubkonturfunktion. Der Wendepunkt im Punkt 7, d.h. im Anstiegsbereich, und der Wendepunkt im Punkt 13, d.h. im Abstiegsbereich, sind um ca. 90° voneinander beabstandet. Da die 10-Flügel- Pumpe eine Flügelteilung von 36° besitzt, entspricht das dem 2,5-fachen der Flügelteilung. Der Wendepunkt im Abstiegsbereich und der Wendepunkt im nächsten Anstiegsbereich sind also auch um das 2,5-fache der Flügelteilung zueinander beabstandet. Außerdem ist die Lage der Wendepunkte symmetrisch zur Hauptachse der Kontur. Von 165°, d.h. vom Winkelpunkt 15, bis zu 180°, d.h. bis zum Winkelpunkt 17, erstreckt sich wiederum eine Hälfte des nächsten Kleinkreisbereiches. Ab 180° bis 360°, d.h. vom Winkelpunkt 17 bis zurück zum Winkelpunkt 3, wiederholt sich die Förderkontur symmetrisch zur bisher beschriebenen Förderkonturhälfte.
In Figur 2 ist eine erfindungsgemäße Förderkontur für den Einsatz in Getriebepumpen dargestellt, welche einen verlängerten Großkreisbereich aufweist. Die Beschreibung der Förderkontur 1 beginnt wiederum im Winkelpunkt 3, d.h. bei 0° mitten im
Kleinkreisbereich. Im Winkelpunkt 5, d.h. bei 15°, beginnt der Anstieg der Förderkontur und endet im Winkelpunkt 9 wiederum bei 69°. Der Wendepunkt der Förderkonturfunktion innerhalb des Anstiegbereiches ist allerdings gegenüber der Figur 1 von 45 auf 47,7°, d.h. auf etwa 48° oder um 3° in Drehrichtung versetzt und liegt damit am neuen Winkelpunkt 20. Der Großkreisbereich der neuen Kontur erstreckt sich nun vom Winkelpunkt 9, d.h. von 69°, bis zum Winkelpunkt 22 bei 118°, das bedeutet, dass der Großkreisbereich gegenüber dem Großkreisbereich aus Figur 1 um ca. 7° verlängert ist und diese Verlängerung nun für längere Druckausgleichsvorgänge, um ungelöste Luft im Öl zu komprimieren, zur Verfügung steht. Der Abstiegsbereich der Förderkontur beginnt im Winkelpunkt 22 bei 118° und endet wiederum im Winkelpunkt 15 bei 165°, was bedeutet, dass der Druckbereich nun um die entsprechenden 7° gegenüber dem Druckbereich in Figur 1 verkürzt ist. Wichtig ist, dass die Länge des Saugbereiches vom Winkelpunkt 5 bis zum Winkelpunkt 9 beibehalten wird, was bezüglich des Erreichens der Maximaldrehzahl vorteilhaft ist. Der Wendepunkt 24 im Abstiegsbereich ist bei 137,7°, also etwa bei 138°, gegenüber dem Wendepunkt aus Figur 1 um 3° in Drehrichtung vorverlegt, was wiederum bedeutet, dass beide Wendepunkte ihren Abstand von 90° oder von 2,5 x der Flügelteilung der 10-Flügel-Pumpe (36°) beibehalten. Bei 180° im Winkelpunkt 17 wiederholt sich diese neue, erfindungsgemäße Hubkontur symmetrisch zur oberen Hälfte.
In Figur 3 ist eine erfindungsgemäße Förderkontur einer 12-Flügel-Pumpe dargestellt. Die Beschreibung der Förderkontur 1 beginnt wiederum bei 0 Grad im Winkelpunkt 3. Da die 12-Flügel-Pumpe aber eine Flügelteilung von 30° statt 36° aufweist, kann der Kleinkreisbereich, der bei der 10-Flügel-Pumpe 30° betragen hat, um diese 6° auf 24° reduziert werden, wodurch der Anstiegsbereich der Förderkontur nach einem halben Kleinkreisbereich bei 12° im Winkelpunkt 30 beginnt. Der Anstiegsbereich der Förderkontur, d.h. der Ansaugbereich, wird wie bei den Konturen aus Figur 1 und Figur 2 mit 54° beibehalten und endet damit bei 66° im Winkelpunkt 32, also wiederum 3° früher als bei den 10-Flügel-Pumpen. Durch das Beibehalten des gleich großen Ansaugbereiches gegenüber den Förderkonturen aus Figur 1 und Figur 2 bleibt also die Länge des Saugbereiches bezüglich des Erreichens der Maximaldrehzahl weiterhin vorteilhaft nutzbar. Der Wendepunkt der Hubkonturfunktion im Anstiegsbereich soll vorteilhafterweise in der Mitte des Anstiegsbereiches liegen und wird deswegen im Winkelpunkt 34 bei etwa 37,5° angeordnet. Der Großkreisbereich dieser Förderkontur erstreckt sich nun von dem Winkelpunkt 32 bei 66° bis zum Winkelpunkt 36 bei 118° und ist damit noch einmal gegenüber der Förderkontur aus Figur 2 um 3° bzw. gegenüber der Förderkontur aus Figur 1 um 10° verlängert, was wiederum einen Gewinn für verbesserte Druckausgleichsvorgänge mit verschäumten Getriebeöl darstellt. Der Abstiegsbereich, also der Druckbereich dieser Förderkontur, erstreckt sich vom Winkelpunkt 36 bei 118° bis zum Winkelpunkt 38 bei 168°, bei welchem die Förderkontur dann wiederum in den nächsten Kleinkreisbereich übergeht. Der Wendepunkt der Hubkonturfunktion im Abstiegsbereich ist beim Winkelpunkt 40 mit 141,7° angeordnet und ist damit vom Wendepunkt im Winkelpunkt 34 um 104°, das bedeutet um das etwa 3,5fache der Flügelteilung von 30° bei der 12-Flügel-Pumpe, beabstandet. Der Wendepunkt 40 im Abstiegsbereich, also im Druckbereich, ist in Drehrichtung gegenüber dem nächsten
Wendepunkt im Winkelpunkt 42 um etwa das 2,5 fache der Flügelteilung von 30° beabstandet.
Aufgrund der geringeren Flügelteilung von 30° bei der 12-Flügel-Pumpe beträgt beispielsweise die Differenz der Großkreislänge zur Flügelteilung jetzt 22° gegenüber 6° bei der Standard-10-Flügel-Kontur und 13° gegenüber der verbesserten 10-Flügel-Kontur aus Figur 2. Der Verdichtungsbereich kann gegenüber dem verkürzten Verdichtungsbereich aus Figur 2 sogar wiederum um 3° verlängert werden. Die Wendepunkte in den Übergangsfunktionen der Hubkontur haben also einen Faktor x.5 der Flügelteilung, was die Grundlage einer guten Überlagerung von Unterflügel- und Oberflügel-Druckpulsation darstellt. Ziel der Erfindung ist, den verfügbaren Winkel im Großkreisbereich so lang wie möglich zu gestalten, da das Geräusch bei verschäumtem Getriebeöl hauptsächlich von den Druckausgleichsvorgängen und nicht von der geometrisch verursachten Volumenstrompulsation dominiert wird. Auch bei dieser Kontur ist der Verdichtungsbereich etwas kürzer als der Ansaugbereich, und die Wendepunkte sind als Paar minimal etwas weiter gedreht.
In Figur 4 ist die Hubkonturfunktion der 12-Flügel-Kontur aus Figur 3 mit verlängertem Fall über dem Drehwinkel dargestellt. Im Punkt 50 (entspricht Punkt 30 in Figur 3) beginnt der Konturanstieg, der sich bis zum Punkt 54 fortsetzt. Im Punkt 54 (Punkt 32 in Figur 3) bei etwa 66° beginnt der Großkreisbereich 56. Der Großkreisbereich 56 verringert den Flügelhub konstant mit dem so genannten Fall bis zum Punkt 58 (Punkt 36 in Figur 3), in welchem sich dann der Konturabfall 60 bis zum Punkt 62 (Punkt 38 in Figur 3) erstreckt. Im Punkt 62 beginnt dann der Kleinkreisbereich 64, welcher sich bis zum Punkt 66 erstreckt. Danach beginnt wiederum der Konturanstieg in derselben Art, wie ab Punkt 50.
Man erkennt in dieser Abwicklungsdarstellung der Hubkontur deutlich, dass der Großkreisbereich 56 entschieden verlängert werden konnte gegenüber dem Kleinkreisbereich 64, welcher hier bei der 12-Flügel-Pumpe sich nun über einen Bereich von 30° minus 6° erstreckt.
In Figur 5 ist die Funktion der Ableitung des Flügelhubs nach dem Drehwinkel der Kontur aus Figur 3 über dem Drehwinkel dargestellt. Im Punkt 70 (Punkt 30 in Figur 3) beginnt der Konturanstieg mit zunehmendem Betrag der Ableitung des Flügelhubs nach dem Drehwinkel und hat im Punkt 72 sein Maximum (Punkt 34 in Figur 3), woraufhin der Betrag der Ableitung des Flügelhubs nach dem Drehwinkel bis zum Punkt 74 (Punkt 32 in
Figur 3) wieder stetig abnimmt. Im Punkt 74 erfolgt dann der Übergang auf den Großkreisbereich, dessen Ableitung durch den Verlauf der Linie 76 dargestellt ist. Der Großkreisbereich 76 geht im Punkt 78 (Punkt 36 in Figur 3) auf die Übergangsfunktion Richtung Kleinkreis über, welche zunächst mit einem abnehmenden Betrag der Ableitung des Flügelhubs nach dem Drehwinkel, welcher durch den Funktionsverlauf 80 dargestellt wird, beginnt, bis ab dem Minimum 82 (Punkt 40 in Figur 3) dann der Betrag der Ableitung des Flügelhubs nach dem Drehwinkel, wie durch den Funktionsbereich 84 dargestellt ist, wieder zunimmt. Im Punkt 86 (Punkt 38 in Figur 3) wird dann der Kleinkreisbereich 90 erreicht, welcher sich bis zum Punkt 92 erstreckt. Ab dem Punkt 92 wiederholt sich der Funktionsverlauf wieder wie ab dem Punkt 70. Es ergibt sich hier zwischen dem Maximum 72 und dem Minimum 82 (Wendepunkte der Hubkonturfunktion) ein Abstand vom 3,5fachen der Flügelteilung, während sich vom Minimum 82 bis zum nächsten Maximum 94 ein Abstand von etwa dem 2,5fachen der Flügelteilung ergibt. Dieser Abstand der Wendepunkte der Hubfunktion ist die Grundlage einer guten Überlagerung von Unterflügel- und Oberflügelpulsation, wie schon zuvor beschrieben.
In Figur 6 ist die Ableitung des Zellenvolumens nach dem Drehwinkel der Kontur aus Figur 3 über dem Drehwinkel dargestellt. Eine progressive Zunahme des Zellenvolumens bis zum Punkt 100 und danach eine degressive Zunahme des Zellenvolumens bis zum Punkt 102 kennzeichnen den Ansaugvorgang. Danach wird dann im Großkreisbereich durch den Fall das Volumen geringfügig stetig reduziert, bis dann ab dem Punkt 104 der eigentliche Verdichtungsvorgang mit progressiver Volumenabnahme bis zum Punkt 106 und dann mit degressiver Volumenabnahme bis zum Punkt 108 erfolgt. Danach erfolgt dann bei Durchlaufen des Kleinkreisbereiches wiederum eine Volumenzunahme progressiver Art bis zum Punkt 110, wobei sich der anfangs beschriebene Prozess hier zum zweiten Mal wiederholt. Auch in dieser Funktion der Ableitung des Zellenvolumens nach dem Winkel zeigt sich beispielsweise zwischen den Punkten 100 und 106 wiederum der Abstand der Wendepunkte der Hubkonturfunktion vom 3,5fachen der Flügelteilung und vom Punkt 106 bis zum Punkt 110 vom 2,5 fachen der Flügelteilung.

Claims

Patentansprüche
1. Pumpe, wie beispielsweise Flügelzellenpumpe oder Rollenzellenpumpe, insbesondere Getriebepumpe, mit einer doppelhubigen Förderkontur, wobei die Förderkontur mindestens einen Anstiegsbereich, mindestens einen Großkreisbereich, mindestens einen Abstiegsbereich und mindestens einen Kleinkreisbereich aufweist und die Pumpe innerhalb der Förderkontur einen Rotor mit radial verschieblichen Flügeln oder Rollen in radialen Schlitzen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelbereich des Großkreisbereiches der Förderkontur, gegenüber einer Standardpumpe verlängert ist, insbesondere, dass bei einer 10-FIügel-Pumpe der Großkreisbereich der Förderkontur mindestens 10°- 15°, vorzugsweise 13° größer ist als die Winkelteilung der Flügelpositionen im Rotor (36°) einer 10-Flügel-Standardpumpe und bei einer 12-Flügel-Pumpe der Großkreisbereich der Förderkontur um mindestens 16°-25°, vorzugsweise 22° größer ist als die Winkelteilung der Flügelpositionen im Rotor (30°) einer 12-Flügel- Standardpumpe.
2. Pumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Saugbereiches gegenüber einer Standardpumpe im Wesentlichen gleich bleibt.
3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der 12-Flügel- Pumpe die Wendepunkte der Hubkonturfunktion in Richtung vom Saugbereich zum Druckbereich etwa einen Abstand von 3,5 x Flügelteilung (Flügelteilung = 30°) und die Wendepunkte der Hubkonturfunktion in Richtung vom Druckbereich zum Saugbereich etwa einen Abstand von 2,5 x Flügelteilung aufweisen.
4. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der 10-Flügel- Pumpe die Wendepunkte der Hubkonturfunktion gegenüber einer 10-Flügel- Standardförderkontur um ca. 3° in Drehrichtung verschoben sind.
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