EP2005001A1 - Vane pump - Google Patents

Vane pump

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EP2005001A1
EP2005001A1 EP07722160A EP07722160A EP2005001A1 EP 2005001 A1 EP2005001 A1 EP 2005001A1 EP 07722160 A EP07722160 A EP 07722160A EP 07722160 A EP07722160 A EP 07722160A EP 2005001 A1 EP2005001 A1 EP 2005001A1
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EP
European Patent Office
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orbiter
pump
openings
cell pump
adjacent
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EP07722160A
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German (de)
French (fr)
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EP2005001B1 (en
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Eugen Schmidt
Franz Pawellek
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Geraete und Pumpenbau GmbH
Geraete und Pumpenbau GmbH Dr Eugen Schmidt
Original Assignee
Geraete und Pumpenbau GmbH
Geraete und Pumpenbau GmbH Dr Eugen Schmidt
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Publication date
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Publication of EP2005001B1 publication Critical patent/EP2005001B1/en
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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
    • 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
    • F04C2/32—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 both the movement defined in groups F04C2/02 and relative reciprocation between co-operating members
    • F04C2/332—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 both the movement defined in groups F04C2/02 and relative reciprocation between co-operating members with vanes hinged to the outer member and reciprocating with respect to the inner member
    • F04C2/336—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 both the movement defined in groups F04C2/02 and relative reciprocation between co-operating members with vanes hinged to the outer member and reciprocating with respect to the inner member and hinged to the inner member

Definitions

  • suction-side displacement control via control slots with a small cross-section takes place in one of the lateral boundary surfaces.
  • the shafts 11 of the other pendulum, the sealing pendulum 13, are also linearly displaceable, but stored in pivotally mounted in Orbiter 9 sliding grooves 14.
  • Scope of the orbiter 9 and thereby generate a maximum possible
  • Displacement control can be used, and at the same time as little displacement stroke to "give away".
  • This spring-loaded valve piston 23 varies with its piston end 24 a

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Abstract

The invention relates to a vane pump which operates by means of an eccentric revolving movement, wherein the inner ring of said vane pump is an orbiter (9) which has a guide groove (10) in which the shank (11) of one of the guide pendulums (12) of said vane pump is arranged so as to be moveable exclusively linearly, wherein a working opening (15) is arranged in the orbiter (9) adjacent to said guide groove (10) in the working direction of the shank (11), and each of the pump chambers (8) has both at least one suction opening (17) arranged in the side wall(s) which are adjacent to the working space of the orbiter (9) and at least one valve-controlled outflow opening (18) which is arranged in the side wall(s) which are adjacent to the working space of the orbiter (9), and throughflow openings (16) are arranged in the orbiter (8) between the bearings of the pendulums, and an overflow annular groove (36) is arranged opposite the suction openings (17) on the other side wall in the working space of the orbiter (9).

Description

Geräte- und Pumpenbau GmbH Dr. Eugen Schmidt Merbelsrod Geräte- und Pumpenbau GmbH Eugen Schmidt Merbelsrod
Schwarzbacher Straße 28Schwarzbacher Strasse 28
D - 98673 Merbelsrod / ThüringenD - 98673 Merbelsrod / Thuringia
Zellenpumpecell pump
Die Erfindung betrifft eine Zellenpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a cell pump according to the preamble of claim 1.
Im Stand der Technik sind seit Jahren die unterschiedlichsten Ausführungen von Zellenpumpen bekannt. So beschreibt beispielsweise die DE 103 34 672 B3 eine Pendelschiebermaschine, bei der im Innenrotor speziell geformte Pendeln verschieb- und schwenkbar angeordnet sind, deren Pendelköpfe gleichzeitig schwenkbar im Gehäusering gelagert sind. Beidseitig des Innenrotors sind einerseits eine Saugniere und andererseits zu dieser um 180° versetzt eine Druckniere angeordnet. Bei dieser Bauform führt der Innenrotor im Gehäusering eine exzentrische U m lauf beweg ung aus und pumpt dabei den Fördervolumenstrom aus der Saugniere in die Druckniere. Der Umstand, dass die Steuerung der Verdrängerräume bei dieser und auch vielen anderen im Stand der Technik bekannten Lösungen über Schlitze am Umfang des Exzenters erfolgt, erfordert einerseits einen großen Exzenterdurchmesser, um ausreichend Strömungsquerschnittsfläche für das Fördermedium darzustellen und andererseits, aufgrund der Dichtheitsanforderungen zwischen Saug- und Druckniere ein sehr engesIn the prior art, the most varied designs of cell pumps have been known for years. For example, DE 103 34 672 B3 describes a pendulum pusher machine in which specially shaped pendulums are arranged displaceably and pivotably in the inner rotor, the pendulum heads of which are simultaneously pivotably mounted in the housing ring. On both sides of the inner rotor on the one hand a suction kidney and on the other hand to this offset by 180 ° a pressure kidney arranged. In this design, the inner rotor in the housing ring performs an eccentric circulation movement, pumping the delivery volume flow from the suction kidney into the pressure kidney. The fact that the control of the displacement chambers in this and many other known in the prior art solutions via slots on the circumference of the eccentric, requires on the one hand a large eccentric diameter to represent sufficient flow cross-sectional area for the fluid and on the other hand, due to Tightness requirements between suckling and pressure kidney a very tight
Passungsspiel zwischen dem Exzenter und dem Innenrotor.Matching clearance between the eccentric and the inner rotor.
Beide Merkmale führen in der Folge zu hohen Reibverlusten im Gleitlagerspalt zwischen dem Exzenter und dem Innenrotor.Both features result in high friction losses in the sliding bearing gap between the eccentric and the inner rotor as a result.
Darüber hinaus besteht im Falle einer Schmierölpumpe die Gefahr, dass im Öl schwebende Schmutzpartikel in den Gleitlagerspalt gelangen und Verschleiß verursachen.In addition, in the case of a lubricating oil pump there is a risk that dirt particles floating in the oil will enter the sliding bearing gap and cause wear.
Bei zunehmendem Verschleiß verändert sich in der Folge das Passungsmaß zwischen dem Exzenter und dem Innenrotor, die Passung kann dieWith increasing wear, the fit between the eccentric and the inner rotor changes as a result, the fit can
Abdichtfunktion nicht mehr ausführen und der volumetrische Wirkungsgrad derSealing function no longer perform and the volumetric efficiency of the
Pumpe fällt ab.Pump drops off.
In der DE 101 55 875 A1 wurde in Fig. 10 eine Lösung vorgestellt in welcher die saugseitige Befüllung vom Umfang des Exzenters entfernt wurde.In DE 101 55 875 A1, a solution was presented in FIG. 10 in which the suction-side filling was removed from the circumference of the eccentric.
Stattdessen erfolgt die saugseitige Verdrängersteuerung über Steuerschlitze mit kleinem Querschnitt in einer der seitlichen Begrenzungsflächen.Instead, the suction-side displacement control via control slots with a small cross-section takes place in one of the lateral boundary surfaces.
Bei dieser in der DE 101 55 875 A1 vorgestellten Zellenpumpe handelt es sich eine Oszillatorpumpe mit einem auf einer Exzenterwelle gelagerter Innenrotor an dessen Außenumfang Pleuel mittels deren Pleuelköpfen schwenkbar gelagert sind, und deren Pleuelschäfte in den Gleitnuten vonIn this presented in DE 101 55 875 A1 cell pump is an oscillator pump with a mounted on an eccentric shaft inner rotor on the outer circumference of connecting rods are pivotally mounted by means of their Pleuelköpfen, and their Pleuelschäfte in the Gleitnuten of
Pleuelführungsbolzen verschiebbar gelagert sind, und die selbst wiederum schwenkbar in den Bolzenaufnahmen eines Gehäuseringes gelagert sind, so dass der Innenrotor im Gehäusering eine exzentrische U m lauf beweg ung ausführt und dabei den Fördervolumenstrom über im Außenring angeordnete ventilbelastete Ausströmöffnungen hindurchpumpt.Pleuelführungsbolzen are slidably mounted, and which in turn are pivotally mounted in the bolt receptacles of a housing ring, so that the inner rotor in the housing ring performs an eccentric U m run motion and thereby pumps the delivery volume flow through arranged in the outer ring valve-loaded outflow.
In der Dissertation von A. Faßbender " Theoretische und experimentelleIn the dissertation of A. Faßbender "Theoretical and experimental
Untersuchungen saugseitiger Widerstandssteuerungen bei Verdrängerpumpen"Investigations of suction-side resistance control with positive displacement pumps "
(RWTH Aachen, 1995) wird eine saugseitige Verdrängersteuerung detailliert beschrieben.(RWTH Aachen, 1995), a suction-side displacement control is described in detail.
Die Befüllung der Verdrängerräume erfolgt dabei im Bereich des unterenThe filling of the displacement chambers takes place in the region of the lower
Totpunktes des Exzenters durch seitliche Schlitze. Nachteilig an dieser Art der saugseitigen Verdrängersteuerung ist der damit verbundene Verlust an Verdrängungskapazität der Pumpe.Dead center of the eccentric through lateral slots. A disadvantage of this type of suction-side displacement control is the associated loss of displacement capacity of the pump.
Solange die Verdrängerräume in Verbindung mit den seitlichen Befüllschlitzen stehen kann kein Druck in der Verdrängerkammer entstehen.As long as the displacement chambers are in connection with the lateral filling slots, no pressure can arise in the displacement chamber.
Die seitlichen Befüllschlitze schneiden einen Teil der Verdrängungsphase ab, man spricht dabei auch von einer Phasenanschnittssteuerung.The lateral filling slots cut off a part of the displacement phase, it is also called a phase control.
Mit der in DE 101 55 875 A1 gezeigten Lösung ist es aufgrund der funktionsbedingt kleinen Schlitzquerschnitte nicht möglich, die zur Förderung eines ausreichenden Schmierölvolumenstromes erforderlichenWith the solution shown in DE 101 55 875 A1, it is not possible due to the small slit cross-sections due to the function that are necessary for the promotion of a sufficient lubricating oil volume flow
Befüllquerschnitte bereitzustellen.To provide filling cross sections.
Ein weiterer Nachteil vorgenannten Bauformen besteht darin, dass inAnother disadvantage of the aforementioned designs is that in
Verbindung mit der exzentrischen Umlaufbewegung des Innenrotors imConnection with the eccentric revolution of the inner rotor in the
Gehäusering, insbesondere bei hohen Drehzahlen und bei Einsatz dieserHousing ring, especially at high speeds and when using this
Pumpe beispielsweise als eine von der Ausgleichswelle einesFor example, pump as one of the balance shaft of a
Kraftfahrzeugmotors angetriebenen Ölpumpe sehr hohe Wirkungsgradverluste auftreten, wobei diese Bauformen zudem unter den vg. Randbedingungen stets hohen Geräuschentwicklungen verursachen.Motor vehicle driven oil pump very high efficiency losses occur, these types also under the vg. Boundary conditions always cause high noise levels.
Im Stand der Technik ist weiterhin aus der DE 41 17 936 C2 eineIn the prior art continues from DE 41 17 936 C2 a
Rotationskolbenmaschine bekannt bei der zwischen zwei ineinander exzentrisch und achsparallel angeordneten Rotoren Schaufelplatten angeordnet sind, die alle mittels Dreh-, Schubgelenke einerseits mit demRotary piston machine known in the arranged between two mutually eccentric and axially parallel rotors blade plates are arranged, all by means of rotary, sliding joints on the one hand with the
Außenrotor und andererseits mit dem Innenrotor verbunden sind.Outer rotor and on the other hand connected to the inner rotor.
Bei der in diesem Schutzrecht vorgestellten Verdrängermaschine dreht sich, wie erläutert, wiederum mit dem Innenrotor (analog der Wirkungsweise derWhen presented in this protective device Verdrängermaschine turns, as explained, turn with the inner rotor (analogous to the operation of the
Pendelschiebermaschine) synchron ein Außenrotor.Pendulum slider) synchronously an external rotor.
Daher wird auch bei dieser Lösung insbesondere in Folge der Gleitlagerung des Außenrotors bei hohen Gleitgeschwindigkeiten ein hohes Reibmoment erzeugt welches den Wirkungsgrad stark negativ beeinflusst wobei auch dieseTherefore, a high friction torque is also generated in this solution, in particular as a result of the sliding bearing of the outer rotor at high sliding speeds which strongly adversely affects the efficiency of these
Lösung zudem eine hohe Geräuschbelastung verursacht.Solution also causes a high noise level.
Darüber hinaus ist aus der US 1 828 245 A eine Zellenpumpe mit einem ausschließlich linear verschiebbaren Führungspendel bekannt, bei welcher die Befüllung, bzw. Entleerung der Förderkammern der Zellenpumpe ausschließlich über spezielle in der Exzenterwelle angeordnete Nuten und zur vg. Wellenachse parallele Bohrungen erfolgt. Neben den fertigungstechnischen wie auch strömungstechnischen Nachteilen dieser Lösung zur Befüllung bzw. Entleerung der Förderkammern tritt aber auch bei dieser Bauform, wiederum insbesondere in Folge der Gleitlagerung des Außenrotors, bei hohen Gleitgeschwindigkeiten ein hohes Reibmoment auf welches ebenfalls all die bereits erläuterten Nachteile zur Folge hat.Furthermore, US Pat. No. 1,828,245 A discloses a cell pump with an exclusively linearly displaceable guide pendulum, in which the Filling or emptying of the delivery chambers of the cell pump exclusively via special arranged in the eccentric shaft grooves and vg. Shaft axis parallel holes done. In addition to the technical manufacturing as well as aerodynamic disadvantages of this solution for filling or emptying the delivery chambers but also occurs in this design, again in particular as a result of the sliding bearing of the outer rotor, at high sliding speeds a high friction torque which also has all the disadvantages already described result.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin eine neuartige Zellβnpumpe zu entwickeln, welche die vorgenannten Nachteile des Standes der Technik beseitigt, insbesondere ein hohes spezifisches Fördervolumen der Ölpumpe ermöglicht, dabei möglichst große Befüllquerschnitte bereitstellt und zudem gleichzeitig möglichst wenig Verdrängungshub "verschenkt", darüber hinaus die Verlustleistungen deutlich senkt, insbesondere die Reibungsverluste minimiert, zudem fertigungstechnisch einfach herstell- und montierbar ist, dadurch die Fertigungskosten deutlich reduziert, gleichzeitig „partikelunempfindlich" ist und auch dadurch den Verschleiß der Baugruppen minimiert, so dass selbst bei sehr hohen Drehzahlen eine hohe Zuverlässigkeit und eine hohe Lebensdauer bei hohem spezifischem Fördervolumen mit hohem Wirkungsgrad gewährleistet werden kann, darüber hinaus soll sich die zu entwickelnde neuartige Zellenpumpe zudem selbst bei sehr hohen Drehzahlen durch einen geräuscharmen Lauf auszeichnen.The object of the invention is therefore to develop a novel Zellβnpumpe, which eliminates the aforementioned disadvantages of the prior art, in particular a high specific delivery volume of the oil pump allows, thereby providing the largest possible Befüllquerschnitte and also at the same time as little displacement stroke "gives away", beyond the Power losses significantly lowers, in particular minimizes friction losses, also manufacturing technology is easy to manufacture and assemble, thereby significantly reducing manufacturing costs, at the same time "particle insensitive" and thereby minimizes wear of the assemblies, so that even at very high speeds high reliability and a In addition, the novel cell pump to be developed is also designed to run at very high speeds through a low-noise operation to draw.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Zellenpumpe nach den Merkmalen des Hauptanspruches der Erfindung gelöst.According to the invention this object is achieved by a cell pump according to the features of the main claim of the invention.
Vorteilhafte Ausführungen, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Zeichnungen zur erfindungsgemäßen Lösung.Advantageous embodiments, details and features of the invention will become apparent from the dependent claims and the following description of the Embodiment of the invention in conjunction with the drawings for the solution according to the invention.
Nachfolgend soll nun die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit drei Figuren näher erläutert werden.Below, the invention will now be explained in more detail with reference to an embodiment in conjunction with three figures.
Es zeigen dabei:It shows:
Figur 1 : die erfindungsgemäße Zellenpumpe in der Seitenansicht, ohne Deckel, (Schnitt A-A gemäß Figur 2);FIG. 1 shows the cell pump according to the invention in a side view, without cover, (section A-A according to FIG. 2);
Figur 2 : die erfindungsgemäße Zellenpumpe im Schnitt bei B-B, gemäß Figur 1 mit einem Deckel;Figure 2: the cell pump according to the invention in section at B-B, according to Figure 1 with a lid;
Figur 3 : die erfindungsgemäße Zellenpumpe im Schnitt bei C-C, gemäß Figur 2.Figure 3: the cell pump according to the invention in section at C-C, according to Figure 2.
In der Figur 1 ist die erfindungsgemäßen Zellenpumpe in der Seitenansicht, ohne Deckel (im Schnitt A-A gemäß Figur 2), dargestellt.FIG. 1 shows the cell pump according to the invention in a side view, without a cover (in section A-A according to FIG. 2).
In einem Pumpengehäuse ist drehfest ein Stator 2 angeordnet. Darüber hinaus ist im Pumpengehäuse drehbar eine Antriebswelle 3 gelagert auf der drehfest ein Exzenter 4 angeordnet ist. Auf dem Außenmantel 5 dieses Exzenters 4 ist ein Orbiter 9 drehbar gelagert.In a pump housing, a stator 2 is rotatably disposed. In addition, a drive shaft 3 is rotatably mounted in the pump housing rotatably on an eccentric 4 is arranged. On the outer jacket 5 of this eccentric 4, an orbiter 9 is rotatably mounted.
Am Innenumfang des Stators 2 sind Pleuelaugen 6 gleichmäßig verteilt angeordnet. In diesen sind die Köpfe 7 von Pendeln angeordnet welche mit zugeordneten, gleichmäßig über den Außenumfang des Orbiters 9 angeordneten Führungen zusammenwirken, wobei die Pendel den Raum zwischen dem Stator 2 und dem Orbiter 9 in Pumpenkammern 8 unterteilen. Erfindungswesentlich ist dabei, dass der Orbiter 9 über eine Führungsnut 10 verfügt in welcher der Schaft 11 eines Führungspendels 12 ausschließlich linear verschiebbar gelagrert ist.On the inner circumference of the stator 2 Pleuelaugen 6 are arranged evenly distributed. In these, the heads 7 are arranged by pendulums which cooperate with associated, uniformly over the outer circumference of the orbiter 9 arranged guides, the pendulum divide the space between the stator 2 and the orbiter 9 in pump chambers 8. Essential to the invention is that the orbiter 9 has a guide groove 10 in which the shaft 11 of a guide pendulum 12 is gelagrert exclusively linearly displaceable.
Die Schäfte 11 der anderen Pendel, der Dichtpendel 13, sind ebenfalls linear verschiebbar, jedoch in schwenkbar im Orbiter 9 gelagerten Gleitnuten 14 gelagert.The shafts 11 of the other pendulum, the sealing pendulum 13, are also linearly displaceable, but stored in pivotally mounted in Orbiter 9 sliding grooves 14.
Dabei werden diese Gleitnuten 14 jeweils von zwei drehbar im Orbiter 9 gelagerten Führungshalbschalen 32 gebildet welche die Pumpenkammern über lange Dichtspalte optimal abdichten.In this case, these Gleitnuten 14 are each formed by two rotatably mounted in Orbiter 9 guide half-shells 32 which seal the pump chambers optimally over long sealing gaps.
Kennzeichnend ist in diesem Zusammenhang auch, dass den Gleitnuten 14, aber auch der Führungsnut 10, in Arbeitsrichtung der Schäfte 11 im Orbiter 9 benachbart, Arbeitsöffnungen 15 angeordnet sind welche den Schäfte 11 einCharacteristic in this context is that the sliding grooves 14, but also the guide groove 10, in the working direction of the shafts 11 in the orbiter 9 adjacent, working openings 15 are arranged which the shafts 11 a
Eintauchen in diese Arbeitsöffnungen 15 während des Arbeitsspieles ermöglichen.Allow immersion in these work openings 15 during the work cycle.
Infolge der vorliegenden erfindungsgemäßen Anordnung sind dieAs a result of the present inventive arrangement are the
Führungshalbschalen 32 hydrostatisch entlastet.Guide shells 32 hydrostatically relieved.
Erfindungswesentlich ist weiterhin, dass im Orbiter 9 zwischen den Lagerungen der Pendel Durchströmöffnungen 16 angeordnet sind.It is also essential to the invention that throughflow openings 16 are arranged in the orbiter 9 between the bearings of the pendulum.
Erfindungsgemäß verfügt jede der Pumpenkammern 8 über mindestens eine kreiskonzentrische Ansaugöffnung 17 welche in der, dem Arbeitsraum desAccording to the invention, each of the pump chambers 8 has at least one circular suction opening 17 which in the, the working space of the
Orbiters 9 benachbarten Seitenwand des Pumpengehäuses 1 angeordnet ist.Orbiter 9 adjacent side wall of the pump housing 1 is arranged.
Diese erfindungsgemäßen kreiskonzentrischen Ansaugöffnung 17 interagieren infolge der erfindungsgemäßen Orbiterkinematik im unteren Totpunkt mit demThese inventive circular-suction port 17 interact due to the invention orbital kinematics in the bottom dead center with the
Umfang des Orbiters 9 und erzeugen dabei einen maximal möglichenScope of the orbiter 9 and thereby generate a maximum possible
Einströmquerschnitt.Inflow.
Die im Orbiter 9 zwischen den Lagerungen der Pendel angeordnetenThe arranged in orbiter 9 between the bearings of the pendulum
Durchströmöffnungen 16 ermöglichen gleichzeitig in Verbindung mit der erfindungsgemäßen, in der Figur 3 dargestellten, den kreiskonzentrischenThroughflow openings 16 simultaneously allow in conjunction with the inventive, shown in Figure 3, the kreiskonzentrischen
Ansaugöffnungen 17 gegenüberliegend angeordneten, Überströmringnut 36 eine beidseitige Befüllung der Pumpenkammern 8. Durch diese erfindungsgemäße beidseitige Befüllung (aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung der Durchströmöffnungen 16 und derIntake openings 17 arranged opposite, Überströmringnut 36 a two-sided filling of the pump chambers. 8 By this invention both-sided filling (due to the inventive arrangement of the flow openings 16 and the
Überströmringnut 36) wird der bereits erläuterte, maximal möglicheÜberströmringnut 36) is already explained, maximum possible
Einströmquerschnitt verdoppelt.Inflow area doubled.
Mittels der erfindungsgemäßen Anordnung ist es somit gelungen, perBy means of the arrangement according to the invention, it is thus possible by
Phasenanschnitt mit kreiskonzentrischen Saugschlitzen bei optimierterPhase cut with circular concentric suction slots with optimized
Orbiterkinematik eine „doppelseitige" Befüllung zu realisieren, um dadurch große Befüllquerschnitte bereitzustellen, die auch für eine saugseitigenOrbiterkinematik to realize a "double-sided" filling, thereby providing large filling cross-sections, which are also for a suction side
Verdrängersteuerung genutzt werden können, sowie um gleichzeitig möglichst wenig Verdrängungshub zu "verschenken".Displacement control can be used, and at the same time as little displacement stroke to "give away".
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, dass jede derAnother feature of the invention is that each of the
Pumpenkammern 8 gleichzeitig über mindestens eine ventilgesteuertePump chambers 8 simultaneously via at least one valve-controlled
Ausströmöffnung 18 verfügt welche ebenfalls in der dem Arbeitsraum desOutflow opening 18 has which also in the working space of the
Orbiters 9 benachbarten Seitenwand im Pumpengehäuse 1 angeordnet ist.Orbiter 9 adjacent side wall in the pump housing 1 is arranged.
Die Figur 2 zeigt nun die erfindungsgemäße Zellenpumpe mit einem Deckel 33 im Schnitt bei B-B gemäß der Darstellung Figur 1.FIG. 2 now shows the cell pump according to the invention with a cover 33 in section at B-B according to the representation FIG. 1.
Infolge der erfindungsgemäßen Anordnung gewährleisten die kreiskonzentrischen Ansaugöffnungen 17 im unteren Totpunkt des Orbiters 9 stets einen maximal möglichen Einströmquerschnitt.As a result of the arrangement according to the invention, the circular concentric suction openings 17 always ensure a maximum possible inflow cross section at bottom dead center of the orbiter 9.
Dabei sind diese Ansaugöffnungen 17, wie aus der Figur 2 ersichtlich, untereinander mit einem ringförmigen Ansaugkanal 19 verbunden.As can be seen in FIG. 2, these intake openings 17 are connected to each other with an annular intake duct 19.
Ebenso sind auch die Ausströmöffnungen 18 untereinander mit einem ringförmigen Drucksammelkanal 20 verbunden.Likewise, the outflow openings 18 are connected to each other with an annular pressure collecting channel 20.
Der Ansaugkanal 19 und der Drucksammelkanal 20 sind fertigungstechnisch in einer Ringnut des Pumpengehäuses 1 angeordnet und voneinander mittels eines Winkelringes 34 fertigungstechnisch einfach herstell- und montierbar getrenntThe intake duct 19 and the pressure collecting channel 20 are arranged in a manufacturing process in an annular groove of the pump housing 1 and separated from each other by means of an angular ring 34 manufacturing technology easy to manufacture and assembled
Die Antriebswelle 3 ist, wie in der Figur 2 dargestellt, ebenfalls fertigungstechnisch einfach in Gleitlagern 21 gelagert, denen benachbart einThe drive shaft 3 is, as shown in Figure 2, also in terms of manufacturing technology simply mounted in plain bearings 21, which adjacent a
Ringspalt 22 angeordnet ist. Im Deckel 33 ist ein weiteres Gleitlager 21 für die Antriebswelle 3 angeordnet.Annular gap 22 is arranged. In the cover 33, a further sliding bearing 21 is arranged for the drive shaft 3.
Endseitig ist zur Vermeidung des Einziehens von Luft im Deckel 33 einEnd is to avoid the drawing of air in the lid 33 a
Wellend ichtring 35 angeordnet.Shaft sealing ring 35 arranged.
Darüber hinaus ist im Deckel 33 fertigungs- und montagetechnisch einfach dieIn addition, in the lid 33 manufacturing and assembly technology simply the
Überströmringnut 36 angeordnet.Überströmringnut 36 arranged.
Diese Überströmringnut 36 ermöglicht, wie bereits erläutert, in Verbindung mit den im bewegten Orbiter 9 vorhandenen Durchströmöffnungen 16 eine doppelseitige Befüllung der Pumpenkammern 8, mit den bereits erwähntenThis Überströmringnut 36 allows, as already explained, in conjunction with existing in the moving orbiter 9 through-flow openings 16 a double-sided filling of the pump chambers 8, with the already mentioned
Vorzügen der hier vorgestellten erfindungsgemäßen Anordnung.Advantages of the inventive arrangement presented here.
Dabei wird infolge dieser beidseitigen (doppelseitige) Befüllung derThis is due to this two-sided (double-sided) filling the
Pumpenkammern 8 zudem ein reibungsverlust- und geräuscharmenPump chambers 8 also a low friction and low noise
Einströmen des Fördervolumenstromes aus dem Ansaugkanal 19 in dieInflow of the delivery volume flow from the intake passage 19 in the
Pumpenkammern 8 gewährleistet.Pump chambers 8 guaranteed.
Durch das in der Führungsnut 10 des Orbiters 9 translatorisch verschiebbar gelagerte Führungspendel 12 wird der Orbiter 9 am Verdrehen gehindert und führt pendelnd „Hub- und Senkbewegung" aus, wodurch derBy in the guide groove 10 of the orbiter 9 translationally displaceable mounted guide pendulum 12 of the orbiter 9 is prevented from rotating and performs oscillating "lifting and lowering movement", whereby the
Fördervolumenstrom nicht nur wie bereits erläutert optimal in dieFlow rate not only as already explained optimally in the
Pumpenkammern 8 einströmen kann, sondern auch aus diesenPump chambers 8 can flow, but also from these
Pumpenkammern 8 durch die Ausströmöffnungen 18 hindurch verlustarm in den Drucksammelkanal 20 gepumpt werden kann, so dass selbst bei sehr hohen Drehzahlen eine hohe Zuverlässigkeit und eine hohe Lebensdauer bei hohem Wirkungsgrad gewährleistet ist.Pump chambers 8 can be pumped through the discharge ports 18 through low loss into the pressure collecting channel 20, so that even at very high speeds high reliability and a long service life is ensured with high efficiency.
Infolge der kleinen seitlichen Führungsflächen zwischen dem Orbiter 9 und demDue to the small lateral guide surfaces between the Orbiter 9 and the
Pumpengehäuse 1 bzw. zwischen dem Orbiter 9 und dem Deckel 33 werden auch dort die Reibungsverluste minimiert.Pump housing 1 or between the orbiter 9 and the cover 33, the friction losses are minimized there as well.
Zwischen den Ausströmöffnungen 18 und dem Drucksammelkanal 20 sind mitBetween the outflow openings 18 and the pressure collecting channel 20 are with
Hubbegrenzungen 38 versehene Zungenventile 37 angeordnet die partikelunempfindlich arbeiten und dabei kostengünstig wie auch gleichzeitig sehr zuverlässig den jeweils gewünschten Arbeitsdruck gewährleisten.Hubbegrenzungen 38 provided tongue valves 37 arranged the particle insensitive work while cost-effective and at the same time very reliable to ensure the particular desired working pressure.
In der Figur 3 ist nun die erfindungsgemäße Zellenpumpe gemäß Figur 2 imFIG. 3 shows the cell pump according to the invention according to FIG. 2 in FIG
Schnitt bei C-C dargestellt. Auf Grund der durch die erfindungsgemäße Lösung bereitgestellten große Befüllquerschnitte können diese zur saugseitigenSection shown at CC. Due to the solution according to the invention provided large Befüllquerschnitte these can be on the suction side
Verdrängersteuerung genutzt werden.Positive displacement control can be used.
Wie aus dieser Darstellung zu entnehmen ist wird der Fördervolumenstrom der hier dargestellten erfindungsgemäßen Zellenpumpe zulaufseitig mittels eines im Pumpengehäuse 1 angeordneten federbelasteten Ventilkolbens 23 gesteuert.As can be seen from this illustration, the delivery volume flow of the cell pump according to the invention shown here is controlled on the inlet side by means of a spring-loaded valve piston 23 arranged in the pump housing 1.
Dieser federbelastete Ventilkolben 23 variiert mit seiner Kolbenstirn 24 einenThis spring-loaded valve piston 23 varies with its piston end 24 a
Steuerschlitz 25 welcher den Zufluss aus einer Zulaufbohrung 26 steuert.Control slot 25 which controls the inflow from an inlet bore 26.
Hierzu ist am Kolbenfuß 27 des Ventilkolbens 23 ein Ringraum 28 angeordnet, in den über eine Steuerblende 29 eine Steuerbohrung 30 mündet die beispielsweise mit dem Ölvolumen der Galerie in Verbindung steht.For this purpose, an annular space 28 is arranged on the piston base 27 of the valve piston 23, into which a control orifice 29 opens a control bore 30 which, for example, communicates with the oil volume of the gallery.
Dadurch kann beispielsweise mit dem Steuerdruck des Ölvolumens der Galerie der Zufluss über die Zulaufbohrung 26 aus der Ölwanne direkt angesteuert werden.As a result, for example, with the control pressure of the oil volume of the gallery, the inflow via the inlet bore 26 from the oil pan can be controlled directly.
Gleichzeitig steht die Steuerbohrung 30 über eine Blendenbohrung 31 mit demAt the same time, the control bore 30 via an aperture bore 31 with the
Ringspalt 22 in Verbindung und gewährleistet so eine optimale Schmierung derAnnular gap 22 in conjunction and thus ensures optimum lubrication of
Gleitlager 21 mit gefiltertem Öl.Slide bearing 21 with filtered oil.
Diese erfindungsgemäße Saugsteuerung ermöglicht nun die Lagerung desThis suction control according to the invention now allows the storage of
Orbiters 9 auf einem kleinen Exzenterdurchmesser mit ausreichend Lagerspiel.Orbiters 9 on a small eccentric diameter with sufficient bearing clearance.
Dies führt wiederum zu einer weiteren Reibungsminimierung.This in turn leads to a further minimization of friction.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist es somit gelungen eine neuartigeWith the solution according to the invention, it is thus succeeded a novel
Zellenpumpe zu entwickeln, welche die Verlustleistungen deutlich senkt ein hohes spezifisches Fördervolumen der Ölpumpe ermöglicht, dabei möglichst große Befüllquerschnitte bereitstellt und gleichzeitig möglichst wenigTo develop cell pump, which significantly reduces the power losses allows a high specific delivery volume of the oil pump, thereby providing the largest possible filling cross-sections and at the same time as little as possible
Verdrängungshub "verschenkt", dabei die Verlustleistungen deutlich senkt, insbesondere die Reibungsverluste minimiert, zudem fertigungstechnisch einfach herstell- und montierbar ist, dadurch die Fertigungskosten deutlich reduziert, darüber hinaus „partikelunempfindlich" ist und den Verschleiß derDisplacement stroke "gave away", thereby significantly reducing the power losses, especially the friction losses minimized, also manufacturing technology is easy to manufacture and assemble, thereby significantly reducing manufacturing costs, beyond "particle insensitive" and the wear of the
Baugruppen minimiert, so dass selbst bei sehr hohen Drehzahlen eine hoheAssemblies minimized, so that even at very high speeds a high
Zuverlässigkeit und eine hohe Lebensdauer bei hohem spezifischemReliability and a long service life with high specificity
Fördervolumen mit hohem Wirkungsgrad gewährleistet werden kann, darüber hinaus zeichnet sich die zu entwickelnde neuartige Zellenpumpe zudem selbst bei sehr hohen Drehzahlen sich durch einen geräuscharmen Lauf aus.Delivery volume can be ensured with high efficiency, about it In addition, the novel cell pump to be developed is characterized by a quiet running even at very high speeds.
BezugszeichenzusammenstellungREFERENCE SYMBOL
1 Pumpengehäuse1 pump housing
2 Stator2 stators
3 Antriebswelle3 drive shaft
4 Exzenter4 eccentrics
5 Außenmantel5 outer jacket
6 Pleulauge6 cloche eyes
7 Kopf7 head
8 Pumpenkammer8 pump chamber
9 Orbiter9 orbiters
10 Führungsnut10 guide groove
11 Schaft11 shaft
12 Führungspendel12 guide pendulum
13 Dichtpendel13 sealing pendulum
14 Gleitnuten14 sliding grooves
15 Arbeitsöffnungen15 work openings
16 Durchströmöffnungen16 flow openings
17 Ansaugöffnungen17 intake openings
18 Ausströmöffnungen18 outflow openings
19 Ansaugkanal 0 Drucksammeikanal 1 Gleitlager 2 Ringspalt Ventilkolben19 Intake channel 0 Pressure sampling channel 1 Plain bearing 2 Annular gap plunger
Kolbenstirnpiston end
Steuerschlitzcontrol slot
Zulaufbohrunginlet bore
Kolbenfußpiston base
Ringraumannulus
Steuerblendecontrol panel
Steuerbohrungcontrol bore
Blendenbohrungorifice bore
FührungshalbschalenGuide shells
Deckelcover
Winkelringangle ring
WellendichtringShaft seal
ÜberströmringnutÜberströmringnut
Zungenventilreed valve
Hubbegrenzung Stroke

Claims

Patentansprüche claims
1. Zellenpumpe mit einem Pumpengehäuse (1) einem im Pumpengehäuse (1) angeordneten Stator (2), einer im Pumpengehäuse (1) angeordneten Antriebswelle (3) mit einem drehfest mit der Antriebswelle (3) verbundenen Exzenter (4), einem drehbar auf dem Außenmantel (5) des Exzenters (4) angeordneten Innenring, mit über den Innenumfang des Stators (2) gleichmäßig verteilt angeordneten Pleuelaugen (6) in welchen die Köpfe (7) von Pendeln angeordnet sind die mit zugeordneten, gleichmäßig über den Außenumfang des Innenringes angeordneten Führungen zusammenwirken und den Raum zwischen dem Stator (2) und dem Innenring in Pumpenkammern (8) unterteilen, wobei die Schäfte (11) von Dichtpendeln (13) in schwenkbar gelagerten Gleitnuten (14) geführt werden und wobei diesen Gleitnuten 14, in Arbeitsrichtung der Schäfte 11 benachbart, Arbeitsöffnungen (15) im Orbiter (9) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet,1. Cell pump with a pump housing (1) arranged in a pump housing (1) stator (2), one in the pump housing (1) arranged drive shaft (3) with a rotatably connected to the drive shaft (3) eccentric (4), a rotatable the outer shell (5) of the eccentric (4) arranged inner ring, with evenly distributed over the inner circumference of the stator (2) arranged connecting rod eyes (6) in which the heads (7) of pendulums are arranged with the associated, evenly over the outer circumference of the inner ring arranged guides cooperate and divide the space between the stator (2) and the inner ring in pump chambers (8), wherein the shafts (11) of sealing pendulums (13) in pivotally mounted slide grooves (14) are guided and these sliding grooves 14, in the working direction the shanks 11 adjacent, working openings (15) in the orbiter (9) are arranged, characterized
- dass der Innenring ein Orbiter (9) ist, der über eine Führungsnut (10) verfügt in welcher der Schaft (11) eines der Führungspendel (12) ausschließlich linear verschiebbar angeordnet ist, wobei im Orbiter (9), dieser Führungsnut (10) in Arbeitsrichtung des Schaftes (11) benachbart, eine Arbeitsöffnung (15) angeordnet ist,- That the inner ring is an orbiter (9), which has a guide groove (10) in which the shaft (11) of the guide pendulum (12) is arranged exclusively linearly displaceable, wherein in the orbiter (9), this guide groove (10) in the working direction of the shank (11) adjacent, a work opening (15) is arranged,
- dass jede der Pumpenkammern (8) sowohl über mindestens eine in der/den, dem Arbeitsraum des Orbiters (9) benachbarten Seitenwand/Seitenwänden angeordnete Ansaugöffnung (17) wie auch über mindestens eine in der/den, dem Arbeitsraum des Orbiters (9) benachbarten Seitenwand/Seitenwänden angeordnete ventilgesteuerte Ausströmöffnung (18) verfügt, und - dass im Orbiter (8) zwischen den Lagerungen der Pendel Durchströmöffnungen (16) angeordnet sind, und- That each of the pump chambers (8) via both at least one in the /, the working space of the orbiter (9) adjacent side wall / side walls arranged suction port (17) as well as at least one in the /, the working space of the orbiter (9) has adjoining side wall / side walls arranged valve-controlled outflow opening (18), and - That in the orbiter (8) between the bearings of the pendulum flow openings (16) are arranged, and
- dass den Ansaugöffnungen (17) gegenüberliegend an der anderen Seitenwand im Arbeitsraum des Orbiters (9) eine Überströmringnut (36) angeordnet ist.- That the suction openings (17) opposite to the other side wall in the working space of the orbiter (9) an overflow ring groove (36) is arranged.
2. Zellenpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ansaugöffnungen (17) mit einem ringförmigen Ansaugkanal (19) und die Ausströmöffnungen (18) mit einem ringförmigen Drucksammelkanal (20) untereinander verbunden sind.2. Cell pump according to claim 1, characterized in that the suction openings (17) with an annular suction channel (19) and the outflow openings (18) with an annular pressure collecting channel (20) are interconnected.
3. Zellenpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (3) in Gleitlagern (21) gelagert ist, denen ein Ringspalt (22) benachbart angeordnet ist.3. cell pump according to claim 1, characterized in that the drive shaft (3) in plain bearings (21) is mounted, which an annular gap (22) is arranged adjacent.
4. Zellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fördervolumenstrom zulaufseitig mittels eines im Pumpengehäuse angeordneten federbelasteten Ventilkolbens (23) derart gesteuert wird, dass dieser mit seiner Kolbenstirn (24) einen Steuerschlitz (25) variiert welcher den Zufluss aus einer Zulaufbohrung (26) steuert, wobei am Kolbenfuß (27) des Ventilkolbens (23) ein Ringraum (28) angeordnet ist, in den über eine Steuerblende (29) eine Steuerbohrung (30) mündet die mit dem Ölvolumen der Galerie, d.h. des Hauptölkanals, in Verbindung steht. 4. Cell pump according to claim 1, characterized in that the delivery volume flow on the inlet side by means of a pump housing arranged in the spring-loaded valve piston (23) is controlled such that this with its piston end (24) a control slot (25) which varies the inflow from an inlet bore (26 ), wherein on the piston base (27) of the valve piston (23) an annular space (28) is arranged in the via a control panel (29) opens a control bore (30) which is in communication with the oil volume of the gallery, ie the main oil channel ,
5. Zellenpumpe nach Anspruch 3 und 4 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerbohrung (30) über eine Blendenbohrung (31) mit dem Ringspalt (22) in Verbindung steht.5. cell pump according to claim 3 and 4, characterized in that the control bore (30) via a diaphragm bore (31) with the annular gap (22) is in communication.
6. Zellenpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitnuten (14) jeweils von zwei drehbar im Orbiter (9) gelagerten Führungshalbschalen (32) gebildet werden.6. cell pump according to claim 1, characterized in that the Gleitnuten (14) each of two rotatably mounted in the orbiter (9) guide half shells (32) are formed.
7. Zellenpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zellenpumpe über einen Deckel (33) verfügt in dem ein Gleitlager (21) für die Antriebswelle (3), ein Wellend ichtring (35) und die Überströmringnut (36) angeordnet sind. 7. cell pump according to claim 1, characterized in that the cell pump has a cover (33) in which a sliding bearing (21) for the drive shaft (3), a shaft sealing ring (35) and the Überströmringnut (36) are arranged.
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