WO2003056180A1 - Pumpe - Google Patents

Abstract

Pumpe, insbesondere Flügelzellenpumpe oder Rollenzellenpumpe, mit einem zweihübi­gen Konturring, mit einem Rotor, mit Flügeln, mit Seitenplatten, mit einem Gehäuse und mit einem Gehäusedeckel, mit Unterflügelnuten zur Versorgung der unteren Flügelflächen mit Druck, wobei die im Rotor radial verschieblich gelagerten Flügel durch den Druck nach außen gegen den Konturring gepresst werden.

Description

Pumpe

Die Erfindung betrifft eine Pumpe, insbesondere Flugelzellenpumpe oder Rollen- zellenpumpe, mit einem zweihubigen Konturring, mit einem Rotor, mit Flügeln, mit Seitenplatten, mit einem Gehäuse und einem Gehäusedeckel, mit Unterflugelnuten zur Versorgung der unteren Flügelflächen mit Druck, wobei die Flügel radial verschieblich im Rotor angeordnet sind und durch den Druck unter den Flügeln ausfahren und gegen den Konturring gepresst werden. Derartige Flügelzellenpumpen sind bekannt, sie werden insbesondere zur Versorgung von Lenkhilfsystemen oder ähnlichen hydraulischen Systemen in Kraftfahrzeugen eingesetzt. Dabei sind die beiden Druckkammern der Flügelzellen über einen Drucksammeiraum innerhalb der Pumpe miteinander verbunden, welcher in einer gemeinsamen Druckleitung zum Verbraucher führt. Ebenso sind die beiden Saugkammern der Flügelzellen miteinander verbunden und führen zum Ansaugbereich der Pumpe, in dem das aus der Lenkung oder einem Tank zurückströmende Öl der Pumpe wieder zugeführt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine doppelhübige Flugelzellenpumpe zu schaffen, bei der die zugeordneten Saug- und Druckbereiche je eine Pumpenhälfte bilden und somit als zwei getrennt verfügbare Förderpumpen benutzbar sind.

Die Aufgabe wird durch eine Pumpe, insbesondere Flugelzellenpumpe oder Rollenzellenpumpe, mit einem zweihubigen Konturring, mit einem Rotor mit Flügeln, mit Seitenplatten und einem Gehäuse und einem Gehäusedeckel, mit Unterflugelnuten zur Versorgung der unteren Flügelflächen mit Druck, wobei die im Rotor radial verschiebbaren Flügel durch den Druck in der Unterflügelnut gegen den Konturring gepresst werden, dadurch gelöst, dass die Unterflügelnut zweigeteilt ist und sich jeweils ein Teil, in Drehrichtung gesehen, unter einer Saugniere und mindestens einer nachfolgenden Druckniere erstreckt, so dass die Unterflügelnut, die dem Saugbereich der einen Pumpenhälfte zugeordnet ist, mit der dazugehörigen Unterflügelnut, die dem Druckbereich derselben Pumpenhälfte zugeordnet ist, in Verbindung steht und keine Verbindung zu den Unterflugelnuten der anderen Pumpenhälfte besteht. Das hat zur Folge, dass die Unterflügelversorgung derartig ausgebildet ist, dass über die Kanäle in den Seitenplatten keine direkten Kurzschlüsse entstehen und die Flügel immer mit dem notwendigen Druck an die Kontur gedrückt werden, um ein ungewolltes Abheben und damit entstehende Kurzschlüsse zu verhindern.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der unter der Druckniere liegende Teil der Unterflügelnut, in Drehrichtung gesehen, im wesentlichen um den Winkelbetrag einer vorlaufenden Zelle verlängert ist.

Weiterhin wird eine Pumpe bevorzugt, bei welcher die Verlängerung der Unterflügelnut so gestaltet ist, dass der vorlaufende Flügel der vorlaufenden Zelle nur maximal mit einer Flügeldickenhälfte in der nächsten, gegebenenfalls drucklosen Unterflügelnut steht, wenn der nachlaufende Flügel der vorlaufenden Zelle gerade die Verbindung zu der oberhalb der Unterflügelnut positionierten Druckniere verlassen hat. Das heißt, der vorlaufende Flügel verlässt gerade die Unterflügelnut, wenn der nachlaufende Flügel die oberhalb positionierte Druckniere verlässt.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Unterflügelnut auf der gegenüberliegenden Druckplatte oder gegebenenfalls im Gehäuse oder Gehäusedeckel die gleiche Teilung an derselben Stelle aufweist wie die erste Druckplatte.

Eine weitere erfindungsgemäße Pumpe zeichnet sich dadurch aus, dass die Druckplatte und/oder die Gegenplatte zwei druckdicht abgegrenzte Hochdruckfelder aufweist, zwischen denen sich ein Saugdruckfeld befindet. Bei einer erfindungsgemäßen Pumpe werden die Druckfelder durch Dichtungseinrichtungen abgedichtet.

Vorzugsweise wird bei einer Pumpe aus jedem Druckfeld die jeweilige Unterflügelnut oder Unterflügelniere mit Hochdruck bzw. Umlaufdruck versorgt, insbesondere über Kanäle innerhalb des jeweiligen Druckfeldes.

Das bedeutet, dass die Pumpenhälften intern hydraulisch getrennt sind. Die entsprechend zugeordneten Unterflügelbereiche und Oberflügelbereiche sind getrennt. Es gibt eine gemeinsame Ansaugleitung und zwei separate Druckleitungen. Jedem Flügelzellen- druckausgang ist ein Druckfeld zugeordnet, das für die Realisierung der Druckplattenkompensation benötigt wird. Innerhalb dieses Druckfeldes sind Kanäle realisiert, die zur Unterflügelversorgung der jeweiligen Pumpenhälfte dienen.

Die Unterflügelnut ist, wie schon erwähnt, zweiteilig ausgeführt. Die Teilung hat an der gegenüberliegenden Seitenplatte, die zum Beispiel insgesamt 4 Unterflügelnieren enthalten kann, an derselben Stelle zu erfolgen, wobei nur die Unterflügelnieren derselben Pumpenhälfte in Verbindung stehen dürfen.

Der vorlaufende Flügel der Zelle, die gerade den Ausdrückvorgang beendet, darf erst dann mit seiner Schlitzfläche unter den Flügel die Unterflügelniere, die dem entsprechenden Druckbereich der zugehörigen Pumpenhälfte zugeordnet ist, verlassen, wenn der nachlaufende Flügel keine Verbindung mehr zur Druckniere hat. Nur dadurch kann ermöglicht werden, dass der vorlaufende Flügel immer mit einem genügend großem Druck gegen die Kontur gedrückt wird und es zu keinem Flügelabheben oder zu Kurzschlüssen kommt.

Die Erfindung wird nun anhand der Figuren beschrieben.

Figur 1 zeigt schematisch den Aufbau einer zweihubigen zweiflutigen

Flugelzellenpumpe. Figur 2 zeigt eine erfindungsgemäße Rotationsgruppe mit erfindungsgemäßer

Unterflügelnut. Figur 3 zeigt ebenfalls eine Rotationsgruppe mit einer erfindungsgemäßen

Unterflügelnut. Figur 4 zeigt eine Seitenplatte.

Figur 5 zeigt eine gegenüberliegende Seitenplatte.

Figur 6 zeigt die Außenseite einer Seitenplatte mit zwei getrennten Druckfeldern.

Figur 7 zeigt den hydraulischen Schaltplan einer zweiflutigen Pumpe.

Figur 8 zeigt die Außenansicht einer erfindungsgemäßen Pumpe.

Figur 9 zeigt den Querschnitt K-K von Figur 8. Figur 10 zeigt den Querschnitt L-L von Figur 8.

Figur 11 zeigt einen weiteren Querschnitt von Figur 8.

Figur 12 zeigt Rückschlagventile im Querschnitt.

Figur 13 zeigt unterschiedliche Konturhübe.

In Figur 1 ist schematisch der Aufbau einer zweihubigen, zweiflutigen Flugelzellenpumpe dargestellt. Innerhalb eines doppelhübigen Hubrings 1 ist ein Rotor 3 mit herausfahrbaren Flügeln 5 dargestellt. Der Rotor 3 wird durch eine Welle 7 drehangetrieben. Die doppel- hübige Flugelzellenpumpe enthält zwei Druckbereiche 9 und zwei Saugbereiche 11 , welche durch entsprechende Druck- und Saugnieren und sich entsprechend vergrößernde oder verkleinernde Zellen innerhalb des Hubringes dargestellt sind. Die Funktion derartiger Flügelzellenpumpen ist bekannt. Die Drehrichtung wird durch einen Pfeil 13 dargestellt. Bei Drehung des Rotors 3 vergrößern sich die Zellen zwischen zwei Flügeln im Ansaugraum 11 und saugen somit Fluid in die Rotationsgruppe. Im Druckbereich 9 verkleinern sich die Zellvolumina zwischen zwei Flügeln und pressen somit das Fluid aus den Druckbereichen 9 aus.

Im Folgenden soll nun auf die besondere Schaltung einer zweiflutigen Pumpe eingegangen werden. Die beiden Ansaugbereiche 11 sind über Saugleitungen 15 mit einem Reservoir 17 verbunden und saugen aus diesem gemeinsamen Reservoir das Fluid an. Der obere Druckbereich 9 führt zu einer Druckleitung 19, während der untere Druckbereich 9 zu einer Druckleitung 21 führt. Die beiden Druckbereiche sind also hydraulisch getrennt. Weiterhin hat der obere Druckbereich 9 eine Verbindung 23 zu einer Unterflügelnut 25, in der Druckmittel aus dem Druckbereich die Flügel von unten aus dem Rotor 3 heraus gegen den Konturring 1 presst. Die Unterflügelnut 25 im Saugbereich ist mit der Unterflügelnut 27 im Druckbereich verbunden, was in dieser Figur 1 nicht dargestellt ist. Der obere Druckbereich 9 und der rechte Saugbereich 11 stellen eine Hälfte der zweiflutigen Flugelzellenpumpe dar.

Die zweite Hälfte der zweiflutigen Flugelzellenpumpe wird durch den unteren Druckbereich 9 und den linken Saugbereich 11 dargestellt. Der untere Druckbereich 9 ist durch eine Verbindung 29 mit einer Unterflügelnut 31 im linken Saugbereich 11 verbunden. Diese Unterflügenut 31 ist wiederum mit der Unterflügelnut 33 im unteren Druckbereich 9 dieser Pumpenhälfte verbunden. Das bedeutet, dass für jede Hälfte der zweiflutigen Flugelzellenpumpe der jeweilige Druckbereich die Unterflugelnuten mit Druck versorgt und damit die Flügel hydraulisch gegen den Konturring 1 presst. Wird nun eine der beiden Flügelzellenpumpenhälften drucklos geschaltet, weil ein entsprechender Verbraucher den Druck nicht benötigt, so wird damit auch der Unterflügelbereich drucklos, so dass sich die Flügel weiterhin im wesentlichen druckausgeglichen im jeweiligen Pumpenbereich bewegen können. Im drucklosen Zustand liegt ein minimaler Umlaufdruck von bis zu 3 bar an, der neben der Fliehkraft noch das Herausfahren der Flügel unterstützt.

Figur 2 zeigt die erfindungsgemäße Ausbildung der Rotationsgruppe einer zweiflutigen Flugelzellenpumpe. Gleiche Teile wie in Figur 1 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und werden hier nicht noch einmal gesondert erläutert. Wichtig ist, dass für die obere Flügelzellenpumpenhälfte die Unterflügelnut 25 im Saugbereich 11 und die Unterflügelnut 27 im Druckbereich 9 miteinander verbunden sind. Ferner ist zu erkennen, dass die Unterflügelnut 27 um einen Bereich 35 verlängert ist. Dieser Bereich 35 erstreckt sich im wesentlichen über eine komplette Zellenbreite zwischen den Flügeln 37 und 39. Man erkennt, dass der Flügel 37 gerade den Druckbereich 9, d. h. die obere Druckniere verlässt, wenn der vorauseilende Flügel 39 die Unterflügelnut 35 verlässt. Das bedeutet, dass der Flügel 39 bis hierhin mit Hochdruck aus der Unterflügelnut 35 bzw. 27 versorgt werden muss, da auch in der Zelle zwischen den Flügeln 37 und 39 noch Hochdruck herrscht,- welcher von oben auf den Flügelkopf des Flügels 39 wirkt, was nicht zu einem Herunterdrücken des Flügels führen darf. Beim Weiterfahren in den Saugbereich 41 der nächsten Flügelzellenpumpenhälfte wird der Flügelkopf von oben drucklos, und damit darf auch der Unterflügelbereich dieses Flügels drucklos werden, wenn der untere Flü- gelzellenpumpenbereich bei dieser zweiflutigen Pumpe auf drucklosen Umlauf geschaltet ist. Ebenso wird eine vorauseilende Zelle zwischen den Flügeln 43 und 45 in diesem drucklos geschalteten Teil der Flugelzellenpumpe durch eine Verlängerung 47 der Unterflügelnut mit drucklosem Unterflügelmedium versorgt, so dass sich die Flügel 43 und 45 ebenfalls im Druckgleichgewicht befinden. Beim Weiterdrehen der Flugelzellenpumpe wird diese Zelle dann wieder in den druckbeaufschlagten Teil der zweiflutigen Flugelzellenpumpe eintauchen und von der Unterflügelnut 25 wieder mit Druck versorgt. Figur 3 zeigt eine etwas anders ausgestaltete Verlängerung der Unterflügelnut 35. Wenn der Flügel 37 gerade die obere Druckniere 9 verlässt, ist der Flügel 39 mit einer Hälfte seiner Flügeldicke in der nachfolgenden Unterflügelnut 51 der drucklos geschalteten Flügelzellenpumpenhälfte. Die Nut 35 endet in einem Abstand 49 vor dem Flügel 39 der vorrauseilenden Flügelzelle.

In Figur 4 ist die Innenseite einer Druckplatte 57 dargestellt. In der Druckplatte erkennbar ist die Hochdruckniere 9 und die Saugniere 11. Ferner ist die Unterflügelnut der oberen Pumpenhälfte dargestellt durch den Unterflügelnutteil 25 im Saugbereich, durch den Unterflügelnutteil 27 im Druckbereich und durch die erfindungsgemäße Verlängerung der Unterflügelnut 35 im Druckbereich. Klar zu erkennen sind auch die erfindungswesentlichen Trennbereiche 53 und 55 zur unteren Unterflügelnut, die damit die Unterflügelversorgung der zwei Pumpenhälften voneinander trennen.

In Figur 5 ist die Gegenplatte 59, welche die Rotationsgruppe auf der anderen Seite der Flugelzellenpumpe abdeckt, dargestellt. Unterhalb der Saugniere 11 befindet sich der Unterflügelnutenbereich 25, der hier aber durch eine Trennstelle 63 vom Unterflügelbereich 27 des Druckbereiches 9 abgetrennt ist. Die Verlängerung der Unterflügelnut 27 um den Teil 35 ist hier spiegelbildlich zur Platte auf Figur 4 angeordnet. Zu Erkennen sind wieder die erfindungswesentlichen Trennbereiche 53 und 55 in dieser Position für die zweiflutige Pumpe. Der untere Unterflügelbereich ist durch die Trennstelle 61 in zwei Unterflügelnutenbereiche geteilt. Diese Trennstelle ist für entsprechendes Kaltstartverhalten und für das Herausdrücken der Flügel beim Kaltstart durch Bildung bestimmter Widerstände und Pumpvorgänge in den Unterflugelnuten vorgesehen. Ferner sind in Figur 5 Plattendurchbrüche 65 und 67 dargestellt, die von außen aus dem Druckbereich Hochdrucköl oder Niederdrucköl, je nach Pumpenschaltung, in diesen Unterflügelbereich leiten können.

In Figur 6 sind auch diese Durchbrüche 65 und 67 wiederzuerkennen. In Figur 6 wird die Druckplatte 59 jetzt von außen dargestellt. Man erkennt zwei Druckfelder 69 und 71 , in welche jeweils die Drucknieren 9 das aus der Pumpe ausgestoßene Drucköl einbringen und damit diese Druckplatte mittels dieser Druckfelder 69 und 71 von außen mit Druck gegen den Konturring und die Rotationsgruppe pressen. Die Druckfelder 69 und 71 sind an ihren Begrenzungen durch Dichtungen gegen den Rest der Druckplattenfläche 73 abgedichtet, welcher mit Saugdruck beaufschlagt ist. Somit wird das aus den Drucknieren 9 der Flugelzellenpumpe ausgedrückte Öl, welches laut Figur 1 in die Druckleitungen 19 oder 21 weitergeleitet wird, über hier in der Druckplatte eingelassene Kanäle 75 und 77 und den Durchbrüchen 65 und 67 den entsprechenden Unterflügelnuthälften zugeführt. Die beiden Druckplatten 59 und 57 sowie der Konturring 1 sind mittels Durchgangsöffnungen 79 und 81 und darin befindlichen Positionierbolzen miteinander drehfest verbunden und in ihrer Ausrichtung festgelegt.

Figur 7 zeigt einen Schaltplan, in dem die Funktion einer zweiflutigen Flugelzellenpumpe schematisch dargestellt ist. Die beiden Pumpenhälften der zweiflutigen Flugelzellenpumpe werden hier symbolisch durch die Pumpensymbole 101 und 103 dargestellt, welche aus den Ansaugleitungen 15 gemeinsam aus einem Reservoir 17 das entsprechende Fluid ansaugen. Getrennte Druckausgänge 19 und 21 können je nach Schaltung der jeweiligen Verbraucher das Drucköl aus der jeweiligen Pumpenhälfte zuführen. In diesem Schaltplan ist nur ein Verbraucheranschluss 113 und eine drucklose Umlaufschaltung für die Pumpenhälfte 101 vorgesehen. Ein Umschaltventil 105 verbindet den Druckausgang 19 der Pumpenhälfte 101 mit einer Verbindung 107, die über ein Rückschlagventil 109 mit einem Verbindungspunkt 111 verbunden ist. In den Verbindungspunkt 111 mündet auch die Druckleitung 21 der zweiten Pumpenhälfte 103. In der hier dargestellten Schaltposition des Ventils 105 kann also ein Verbraucher am Verbraucheranschluss 113 mit dem Ölstrom beider Pumpenhälften 101 und 103 versorgt werden. Zur Absicherung des Hydraulikkreises ist noch ein Druckbegrenzungsventil 115 vorgesehen, welches bei Ü- berschreiten des maximalen Druckes öffnet und überschüssigen Ölstrom über eine Verbindung 117 ins Reservoir 17 zurückströmen lässt, so dass der Druck nicht weiter ansteigen kann. Ist nun für die Versorgung des Verbrauchers am Verbraucheranschluss 113 der Summenölstrom der Pumpenhälften 101 und 103 nicht notwendig, so kann durch Umschalten des Ventils 105 der Ölstrom der Pumpenhälfte 101 über eine Leitung 119 dem Reservoir 17 bzw. den Ansaugbereichen 15 der Pumpe wieder zugeführt werden. Die Pumpenhälfte 101 befindet sich also im drucklosen Umlauf bei einem Umlaufdruck von ca. 1 bis 3 bar, je nach Widerständen des Teilkreislaufs.

Figur 8 zeigt die Außenansicht einer erfindungsgemäßen Pumpe. Aus einem Pumpengehäuse 200 ragt das Ende einer Welle 202 heraus. Figur 8 dient zur Orientierung zweier Schnitte, von denen der Schnitt K-K durch die Rotationsgruppe in Figur 9 dargestellt ist und der Schnitt L-L in Figur 10 durch daneben liegende Druckkanäle mit integrierten Rückschlagventilen.

Die Pumpe selbst darf beim Abstellen des Fahrzeuges nicht leerlaufen, selbst wenn die Druckseite über Ventilschieberleckagen der Getriebesteuerung Öl verliert und somit auch durch das Prinzip der kommunizierenden Röhren der Ansaugkanal leerläuft. Deshalb sind die internen Kanäle der Pumpe so angeordnet, dass selbst unter diesen Voraussetzungen die Rotationsgruppe mindestens über die Wellenmitte mit Öl gefüllt bleibt. Eine Darstellung dieser internen Ölkanalführung ist in Figur 9 zu sehen. Die Rotationsgruppe besteht, wie schon in Figur 1 beschrieben, unter anderem aus dem Konturring 1 , aus dem Rotor 3, aus den Flügeln 5, aus der Welle 7 und enthält die beiden Druckbereiche 9 und die beiden Saugbereiche 11. Ein Ansaugkanal 206 ist durch Ausbildung einer Zwischenwand 208 derartig ausgebildet, dass sein Einlaufbereich 210 über der Mitte der Welle 7 angeordnet ist und damit die Rotationsgruppe bis zu der Höhe der Zwischenwand 208 mit Öl gefüllt bleibt, selbst wenn der Ansaugkanal 206 ansonsten leerlaufen sollte. Über eine bogenförmige Erweiterung 212 des inneren Pumpengehäuses ist auch der Ansaugbereich 11 der rechten Seite mit der Ansaugseite 210 und damit mit dem Ansaugkanal 206 verbunden.

In Figur 10 ist im Schnitt L-L aus der Figur 8 die Ausbildung der Druckkanäle in der erfindungsgemäßen Pumpe dargestellt. Im Pumpengehäuse 200 ist ein erster Druckkanal 214 und ein zweiter Druckkanal 216 ausgebildet. Der erste Druckkanal 214 ist dem oberen Druckbereich zugeordnet und durch ein Rückschlagventil 218 verschlossen, dessen Funktion noch später erläutert wird.

Ebenso ist der untere Druckbereich der Flugelzellenpumpe durch ein Rückschlagventil 220 verschlossen. Während der obere Druckbereich mit dem Rückschlagventil 218 über der Wellenmitte 7 liegt, ist der untere Druckbereich mit dem Rückschlagventil 220 durch einen siphonartige Ausbildung des Druckkanals 216 derartig gestaltet, dass das Öl auf jeden Fall über der Wellenmitte innerhalb dieses Olkanals stehen bleibt, wenn der rechte Teil des Druckkanals 216 leerlaufen sollte. Das wird durch die hochgezogene Kanalwand 224 ermöglicht.

In Figur 11 ist die erfindungsgemäße Pumpe in einem weiteren Querschnitt so dargestellt, dass die Rückschlagventile 218 und 220 im Querschnitt zu erkennen sind. Sie ragen teilweise in die Druckplatte 59 aus Figur 6 so herein, dass sie das obere Druckfeld 69 und das untere Druckfeld 71 gegen die Druckausgänge 214 aus Figur 10 und 216 aus Figur 10 verschließen. Das obere Rückschlagventil besteht aus einem Ventilsitz 224, in welchen der Dichtkörper 226 mittels einer Feder 228 gepresst wird. Gegenüber dem Gehäuse ist der Ventilsitz 224 zusätzlich durch eine Dichtung 230 abgedichtet. Ebenso sind die Abdichtungen der Druckfelder durch die Dichtung 232 zu erkennen. Das untere Rückschlagventil 220 ist identisch aufgebaut und soll hier nicht noch einmal beschrieben werden. Die Funktion der Rückschlagventile ist dahingehend, dass im Stillstand der Pumpe die Druckbereiche verschlossen sind und damit die jeweiligen Druckbereiche nur mit ihren Unterflugelnuten, wie in den Figuren 2 bis 6 beschrieben sind, verbunden sind. Nach Beginn der Förderung baut sich innerhalb der Rotationsgruppe ein Druck auf, der die Rückschlagventilkörper 226 von ihren Sitzen abheben lässt und damit eine Förderung des Drucköls nach außen in die beiden Druckkanäle 214 und 216 und damit zu entsprechenden Verbrauchern ermöglicht. Die Rückschlagventile sind also am Übergang zwischen den Druckfeldvolumina der Platte 59 und den Druckkanälen angeordnet. Diese Rückschlagventile sollen in erster Linie Widerstandselemente darstellen, die nicht unbedingt 100 % dicht sein müssen. Über die Rückschlagventile ist also das Volumen der Druckfelder der Platte 59 an den zum Verbraucher zuführenden Druckkanälen angeschlossen. Die Rückschlagventile sind als einfache Plattenventile ausgebildet. Andere beliebige Varianten sind möglich. Der Sitz dieser federbelasteten Platte 226 ist ein Automatendrehteil, welches, mit einem O-Ring abgedichtet, in das Pumpengehäuse montiert wird und durch Absätze im Pumpengehäuse und entsprechende Gestaltung der Druckplatten formschlüssig fixiert wird. Es ist natürlich auch möglich, den O-Ring wegzulassen und den Sitz mit Übergangs- oder Presspassung einzupressen. Da die Rotationsgruppe selbst nicht leerlaufen darf, ist die Welle mit einem Wellendichtring 234 nach außen abgedichtet. Sammelt sich die interne Pumpenleckage in der Wellenmijte, kann ab einem bestimmten Druck der Wellendichtring öffnen, und das Lecköl kann in den Getrieberaum entweichen. Die genaue Funktion dieses speziellen Wellendichtrings, der als Rückschlagventil arbeiten kann, ist bereits in einer anderen Anmeldung ausführlich beschrieben.

In Figur 12.1 ist ein Rückschlagventil vergrößert im geöffnetem Zustand und in Figur 12.2 im geschlossenen Zustand dargestellt. Man erkennt, dass der Plattenventilkörper 226 in Figur 12.1 vom Ventilsitz 224 um den Öffnungshub X geöffnet ist, so dass das Drucköl in den entsprechenden Druckkanal strömen kann. In Figur 12.2 liegt der Plattenventilkörper 226, angepresst durch die Kraft der Feder 228, am Ventilsitz 224 an.

Der Ansaugvorgang der erfindungsgemäßen Pumpe funktioniert nun wie folgt: Im schlimmsten Fall, z. B. nach einem abgebrochenen Kaltstart beim Abstellen eines zurückdrehenden Dieselmotors, befinden sich alle Flügel im Schlitzgrund des Rotors nahe dem Kleinkreisdurchmesser des Hubrings. Dreht sich nun der Rotor beim Starten, fahren die Flügel durch die Fliehkraft minimal aus. Diesen Weg fahren die Flügel auf der Druckseite der Hubkontur auch wieder in den Rotor hinein. Das Volumen, das der Flügel aber beim Hineinfahren in die Unterflügelnut einspeist, wird nahezu ohne Verlust unter einen auf der Saugseite herausfahrenden Flügel geschoben. Dieser Flügel kommt jetzt mindestens um den Betrag heraus, den der einfahrende Flügel eingefahren ist. Zusätzlich wirken auf den Flügel die Fliehkräfte. Mit immer weiteren herausfahrenden Flügeln entsteht eine Art Kreiselpumpenwirkung. Der dadurch entstehende Förderstrom und Förderdruck wird, bedingt durch die Rückschlagventilelemente, komplett an die Unterflügelversorgung der zugehörigen Pumpenhälfte gebracht. Durch die spezielle Gestaltung der Unterflügelkanäle und durch die Rückschlagelemente entsteht ein selbstverstärkender Effekt, der zum sicheren Ansaugen der Pumpe führt. Für diesen Initialkick ist Öl notwendig, das durch die Ausbildung der siphonartigen Kanäle bereitgestellt wird. Fördert die Pumpe nun Öl, öffnen die Rückschlagventile, und die Pumpe planscht sich leer, bleibt aber in Funktion, selbst wenn sie jetzt Luft aufgrund eines leergelaufenen Saugrohrs fördert. Der durch die Rückschlagventile aufgebaute Druck reicht aus, um die Funktion der Pumpe aufrecht zu halten. Jetzt saugt die Pumpe so lange, bis Öl aus z. B. einem Filter nachgesaugt wird. Das Öl in den Siphons wird für den Initialkick benötigt, um die stark in den Schlitzen klebenden Flügel loszubrechen und den Selbstverstärkungsmechanismus in Gang zu bringen.

Figur 13 zeigt eine spezielle Ausgestaltung der Rotationsgruppe, bei welcher durch unterschiedliche Konturhübe auch unsymmetrische Pumpenaufteilungen realisiert werden können. Die bekannten Bauteile Konturring 1 , Rotor 3, Flügel 5 sowie die Welle 7 und die beiden Druckbereiche 9 und die beiden Saugbereiche 11 sind bereits- in ihrer Funktion beschrieben worden. Anders ist in Figur 13 jetzt die Darstellung der Kleinkreisbereiche 236 und 238 der Hubringkontur. Während der rechte Kleinkreisbereich 236, wie normalerweise bei Flügelzellenpumpen ausgestaltet, in etwa dem Außendurchmesser des Rotors 3 entspricht, ist der Kleinkreisbereich 238 auf der linken Seiten mit einem größerem Radius als dem Außenradius des Rotors 3 versehen, so dass hier ein beträchtlicher Spalt entsteht. Die beiden Großkreisbereiche 240 oberhalb des Rotors 3 und 242 unterhalb des Rotors 3 innerhalb des Hubrings 1 sollen in diesem Beispiel gleich groß sein. Folgende Funktion ist denkbar, dass von einem Kleinkreisradius 236 zu einem großen Großkreisradius 242 gefahren wird, welcher zum Beispiel einem 60 %igen Ansaugen, bezogen auf das Gesamtfördervolumen der Pumpe, entspricht. Wenn vom Großkreisbereich 242 auf einen größeren Kleinkreisradius 238 zurückgefahren wird, so wird durch die Zellvolumenreduzierung nur 40 % des Hubvolumens, bezogen auf die Gesamtfördermenge der Pumpe, ausgedrückt. Wird von diesem größeren Kleinkreisradius 238 auf den Großkreisradius 240 gefahren, so bedeutet dies ebenfalls wieder nur ein 40 %iges Ansaugen, bezogen auf die Gesamtfördermenge der Pumpe. Wird von diesem Großkreisradius 240 dann wieder auf den kleineren Kleinkreisradius 236 gefahren, bedeutet dies ein 60 %iges Ausdrücken des Öls. Bei dieser Variante unterscheiden sich also die angesaugten Zellvolumina von den ausgedrückten Zellvolumina. Diese Lösung kann Vorteile haben, wenn aus Bauraumgründen auf einer Seite weniger Bauraum als auf der anderen für Saug- oder Druckkanäle zur Verfügung stehen. Im einfachsten Fall bleibt der Kleinkreis auf gleichem Niveau und die Großkreise sind unterschiedlich groß. Wichtig ist, dass sowohl der Kleinkreisradius als auch der Großkreisradius oder beide Radien gemeinsam beliebig unabhängig voneinander variiert werden können. Alle in dieser Anmeldung beschriebenen Lösungen sind einsetzbar bei Flügelzellenpumpen mit einem doppelhübigen Konturring, bei denen jede Pumpenhälfte separat Öl auf verschiedenen Druckniveaus fördern kann und entweder verschiedene Druckkreise mit Öl versorgt werden oder bei denen eine Pumpenhälfte aus Energiespargründen drucklos in den Umlauf geschaltet wird.

Die Pumpenhälften sind intern hydraulisch getrennt. Das heißt, die entsprechend zugeordneten Unterflügelbereiche und Oberflügelbereiche sind getrennt. Es gibt eine gemeinsame Ansaugleitung und zwei separate Druckleitungen. Jedem Rotationsgruppen- Druckausgang ist ein Druckfeld zugeordnet, das für die Realisierung der Druckplattenkompensation benötigt wird. Innerhalb dieses Druckfeldes sind Kanäle realisiert, die der Unterflügelversorgung der jeweiligen Pumpenhälfte dienen.

Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvorschläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder den Zeichnungen offenbarte Merkmalskombinationen zu beanspruchen.

In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.

Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Teilungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindungen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung aufweisen. Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims

Patentansprüche

1. Pumpe, insbesondere Flugelzellenpumpe oder Rollenzellenpumpe, mit einem zweihubigen Konturring, mit einem Rotor, mit Flügeln, mit Seitenplatten, mit einem Gehäuse und mit einem Gehäusedeckel, mit Unterflugelnuten zur Versorgung der unteren Flügelflächen mit Druck, wobei die im Rotor radial verschieblich gelagerten Flügel durch den Druck nach außen gegen den Konturring gepresst werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterflügelnut zweigeteilt ist und sich jeweils ein Teil, in Drehrichtung gesehen, unter einer Saugniere und mindestens einer nachfolgenden Druckniere erstreckt, wobei die Unterflügelnut so zweigeteilt ist, dass die Unterflügelnut, die dem Saugbereich der einen Pumpenhälfte zugeordnet ist, mit der dazugehörigen Unterflügelnut, die dem Druckbereich derselben Pumpenhälfte zugeordnet ist, in Verbindung steht und keine Verbindungen zu den Unterflugelnuten der anderen Pumpenhälfte bestehen.

2. Pumpe, insbesondere nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der unter der Druckniere liegende Teil der Unterflügelnut, in Drehrichtung gesehen, im wesentlichen um den Winkelbetrag einer vorlaufenden Zelle verlängert ist.

3. Pumpe, insbesondere nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerung der Unterflügelnut so gestaltet ist, dass der vorlaufende Flügel der vorlaufenden Zelle nur maximal mit einer Flügeldickenhälfte in der nächsten, gegebenenfalls drucklosen Unterflügelnut steht, wenn der nachlaufende Flügel der vorlaufenden Zelle gerade die oberhalb der Unterflügelnut positionierte Druckniere verlassen hat.

4. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterflügelnut auf der Gegenseite der Rotationsgruppe, d. h. auf - der anderen Platte oder gegebenenfalls im Gehäuse oder im Gehäusedeckel, die gleiche Teilung an derselben Stelle wie die erste Platte aufweist.

5. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckplatte und/oder die Gegenplatte zwei druckdicht abgegrenzte Hochdruckfelder aufweist, zwischen denen sich ein Saugdruckfeld befindet.

6. Pumpe, insbesondere nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfelder durch Dichtungseinrichtungen abgedichtet sind.

7. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus jedem Druckfeld die jeweilige Unterflügelnut bzw. Unterflügelniere mit Hochdruck bzw. Umlaufdruck versorgt wird, insbesondere über Kanäle innerhalb des jeweiligen Druckfeldes.

8. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die internen Ansaug- und Druckkanäle der Pumpe so angeordnet sind, dass die Rotationsgruppe im Stillstand mindestens über die Wellenmitte mit Öl gefüllt bleibt.

9. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Druckkanäle jeweils durch ein Rückschlagventil verschlossen werden.

10. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückschlagventile im Stillstand der Pumpe die Druckbereiche nach außen verschließen und damit die jeweiligen Druckbereiche nur mit ihren Unterflugelnuten verbunden sind.

11. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle mit einem Wellendichtring nach außen abgedichtet ist, welcher ab einem bestimmten Druck als Rückschlagventil funktioniert und Lecköl in den Getrieberaum entweichen lässt.

12. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch unterschiedliche Konturhübe unsymmetrische Pumpenaufteilungen realisierbar sind.

13. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kleinkreisbereich mit einem größeren Radius als dem Außenradius des Rotors versehen ist.

14. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Großkreisbereiche unterschiedlich groß sind.

15. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Kleinkreisradien als auch die Großkreisradien als auch beide Radien gemeinsam beliebig unabhängig voneinander variierbar sind.

16. Pumpe, insbesondere Flugelzellenpumpe oder Rollenzellenpumpe, mit einem zweihubigen Konturring, mit einem Rotor, mit Flügeln, mit Seitenplatten, mit einem Gehäuse und mit einem Gehäusedeckel, mit Unterflugelnuten zur Versorgung der unteren Flügelflächen mit Druck, wobei die im Rotor radial verschieblich gelagerten Flügel durch den Druck nach außen gegen den Konturring gepresst werden, gekennzeichnet durch mindestens ein in den Anmeldeunterlagen offenbartes erfinderisches Merkmal.