WO2012079573A2 - Flügelzellenpumpe und verfahren zum betreiben einer flügelzellenpumpe - Google Patents

Flügelzellenpumpe und verfahren zum betreiben einer flügelzellenpumpe Download PDF

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WO2012079573A2
WO2012079573A2 PCT/DE2011/075301 DE2011075301W WO2012079573A2 WO 2012079573 A2 WO2012079573 A2 WO 2012079573A2 DE 2011075301 W DE2011075301 W DE 2011075301W WO 2012079573 A2 WO2012079573 A2 WO 2012079573A2
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Ludger Holtmann
Rolf Popelka
Matthias Wendt
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Ixetic Bad Homburg Gmbh
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    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/08—Rotary pistons
    • F01C21/0809—Construction of vanes or vane holders
    • F01C21/0818—Vane tracking; control therefor
    • F01C21/0854—Vane tracking; control therefor by fluid means
    • F01C21/0863—Vane tracking; control therefor by fluid means the fluid being the working fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C14/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations
    • F04C14/06—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations specially adapted for stopping, starting, idling or no-load operation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/30—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F04C2/34—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F04C2/344—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
    • F04C2/3446—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member the inner and outer member being in contact along more than one line or surface

Definitions

  • the invention relates to a vane pump with at least two stroke ranges, each comprising a pressure range and a suction area, and with under wing spaces, which are acted upon with the interposition of a valve device with pressure to extend wings of the vane pump demand-driven against a stroke contour or, at least partially, inside a Rotor to stop promotion of the vane pump.
  • the invention further relates to a method for operating such a vane pump.
  • the object of the invention is a vane pump with at least two
  • Hub Suiteen each comprising a pressure range and a suction area, and with under wing spaces, which are acted upon with the interposition of a valve means with pressure to extend wing of the vane pump demand-dependent against a Hubkontur or, at least partially, to keep inside a rotor to promote the To interrupt vane pump, to improve to the effect that the flow rate of the vane pump can be adjusted in a simple manner to a flow between a zero delivery and a maximum flow rate.
  • the object is in a vane pump with at least two stroke ranges, each comprising a pressure area and a suction area, and with underfloor clear, which are acted upon with the interposition of a valve device with pressure to extend wings of the vane pump demand-based against a stroke contour or, at least partially, to keep inside a rotor to interrupt a promotion of the vane pump, achieved by a separate Weggunterhofflraum, the associated with a switching suction region, is separable from a pressure region by means of the valve device to hold vanes in the switching suction region, at least partially, inside the rotor such that the switching suction region is shorted to a switching pressure region to turn off an associated switching stroke region.
  • the Heidelbergsaugunterhofflraum is disposed radially within the Heidelbergsaug Schemes.
  • the invention makes it possible in a simple manner to reduce the flow rate of the vane pump by the wings are not radially extended in the Heidelberghub Geb against the stroke contour. Thus, neither hydraulic medium is sucked in nor pressurized in the shift stroke.
  • the hydraulic pump power is reduced to zero in the shift stroke range, whereby the total delivery of the vane pump is reduced by a value that depends on the size of the Wegthub Schemes.
  • the diegelkopkebung is reduced by the targeted non-extension of the wings in Heidelberghub Symposium when the Heidelberg Station is turned off.
  • the vane pump is doppelhubig executed with two pump halves, of which a pump half can be switched off when needed.
  • a preferred embodiment of the vane pump is characterized in that the Weggunterhofflraum via the valve means with the switching pressure range is connectable.
  • the vanes in the shift intake range are extended. If the connection is interrupted by the valve device, then the wings are not extended in the Wegg Bachelor.
  • a further preferred exemplary embodiment of the vane-cell pump is characterized in that the switching-suction underfloor space is spatially separated from a separate switching-pressure underfloor space, which is connected to the switching-pressure area in connection. tion stands.
  • the switching stroke range is switched on, the vanes are extended in the switching pressure range.
  • the switching stroke range is switched off, the pressure in the switching pressure range drops so that the blades are no longer extended in the switching pressure range.
  • a further preferred embodiment of the vane pump is characterized in that the switching pressure under wing space is arranged locally offset radially outwards at or with its the Heidelbergsaugunterhofflraum end facing. Thereby, the operation of the vane pump can be further improved immediately after switching off the Wegthub Scotland.
  • a further preferred exemplary embodiment of the vane-cell pump is characterized in that the switching pressure underfloor space is connected to a pressure range of a stroke range which can not be switched off. This connection ensures that the leaves are extended in the switching pressure range when the switching stroke range is switched on.
  • Another preferred embodiment of the vane pump is characterized in that the Weggunterhofflraum with one or the pressure range of one or the non-disconnectable stroke range can be connected or connected.
  • the valve device is preferably arranged between the Weggunterhofflraum and the pressure range of the non-disconnectable stroke range.
  • a further preferred embodiment of the vane pump is characterized in that the valve device is connected between the Weggunterhofflraum and the pressure range of the non-disconnectable stroke range. If the Weggunterhofflraum is connected via the valve means to the pressure range of the non-stopable stroke range, then the wings are extended in the Wegg Colour. If the connection is interrupted, then the wings remain retracted in the Wegg Colour.
  • a further preferred embodiment of the Flugelzellenpunnpe is characterized in that the switching pressure range and / or Weglichunterhoffl- space a check valve is connected upstream, which prevents pressurized fluid from one or the non-disconnectable stroke range in the Wegbuchunterhofflraum passes when the Heidelberghub Scheme is switched off , The check valve prevents pressurized hydraulic fluid from reaching the pressure range of the non-disengageable stroke range in the Wegillerunterhofflraum.
  • Another preferred embodiment of the vane pump is characterized in that between the Weglichunterhofflraum and the check valve, a second check valve or a hydraulic resistance is connected.
  • a second check valve or a hydraulic resistance By the second check valve or the hydraulic resistance, when the switching stroke is not switched off, a higher underfloor pressure can be maintained in the Weglichunterhofflraum compared to a system pressure acting on a wing head.
  • the hydraulic resistance can be designed as a throttle or aperture.
  • valve device is designed as a 2/2-way valve with a connection position and a disconnected position.
  • the connecting position of Heidelbergsaugunterhofflraum is hydraulically connected to the pressure range of the non-disconnectable stroke range.
  • this connection is interrupted by the valve device.
  • the 2/2 way valve is preferably biased in its connecting position.
  • the actuation of the 2/2-way valve is preferably carried out electromagnetically.
  • the invention further relates to a method for operating an advance
  • the vane pump delivers with all stroke ranges, in particular with two stroke ranges, or with fewer stroke ranges. If the vane pump is designed as a double-stroke vane pump, the vane pump delivers either a stroke range or two strokes. areas. In a double-stroke vane pump, the stroke ranges are also referred to as pump halves, one of which can be switched off.
  • Figure 1 is a simplified representation of an embodiment of a
  • Vane pump in the form of a hydraulic circuit diagram with a valve device and a check valve
  • Figure 2 shows a similar embodiment as in Figure 1 with another
  • Figure 3 shows a similar embodiment as in Figure 1 with a light
  • Figure 4 shows a similar embodiment as in Figure 3 with a modified
  • FIGS. 1 to 4 a vane cell pump 1 is shown schematically in a greatly simplified manner.
  • the general structure and the basic function of the vane pump 1 are described for example in German patent application DE 196 31 846 A1.
  • switchable double-stroke vane pumps are used.
  • the vane pump greatly simplified in FIGS. 1 to 4, comprises a pump housing 2 with a stroke contour 5. Within the stroke contour 5, a rotor 8 with wings 9 is rotatably arranged. The direction of rotation of the rotor 8 during operation of the vane pump 1 is indicated by an arrow in the counterclockwise direction.
  • a dashed line 10 indicates that the double-stroke vane pump 1 comprises a first stroke region 11 and a second stroke region 12.
  • the two stroke ranges 1 1 and 12 are also referred to as pump halves.
  • the wings 9 each per revolution of the rotor 8 each two suction and Verdrängerhübe.
  • the rotor 8 radially displaceably arranged wings 9 share by their side surfaces within the Hubkontur 5 Verdrängersammlung from each other.
  • the wings 9 move radially outwardly due to centrifugal force.
  • the extension of the wings 9 can be assisted by pressurizing the wings 9 in Untererieltech, in which the wings 9 are arranged with their radially inner ends.
  • the vane pump 1 comprises in its first stroke region 1 1 a suction region 15 and a pressure region 16. Radially within the suction region 15, a Saugunterhofflraum 17 is arranged. Radially within the pressure region 16, a pressure Untererielraum 18 is arranged. The Saugunterhofflraum 17 is connected via a hydraulic constriction 19 with the pressure Untererielraum 18.
  • the second stroke region 12 which is also referred to as switching stroke region 12, comprises a switching suction region 25 and a switching pressure region 26. Radially inside the switching suction region 25, a switching suction underflat space 27 is arranged. Radially within the switching pressure region 26, a switching pressure under wing space 28 is arranged.
  • the two Heidelbergunterhofflsammlung 27 and 28 are carried out separately from each other and separately from the Untereriellitis 17 and 18 of the first Hub Schemes 1 1, that is, spatially separated.
  • the switching pressure region 26 is connected via a pressure connection line 31 with a
  • Pressure conveying line 35 connected.
  • the pressure conveying line 35 starts from the pressure region 16 of the first stroke region 1 1 and leads to a (not shown) consumer.
  • the underfloor supply lines 32, 33 connects the pressure connection line 31 with the switching pressure underfloor space 28.
  • the underfloor supply lines 32, 33 are shown in dashed lines.
  • the pressure connection line 31 and the pressure conveying line 35 are represented by a solid line.
  • Another underwing supply line 36 which is also shown in dashed lines, connects the pressure conveying line 35 with the Saugunterhofflraum 17 of the first stroke range 1 first
  • suction areas 15, 25 of the two stroke areas 1 1, 12 are connected via suction lines 37, 38 to a tank 39 containing hydraulic medium, such as oil, in particular transmission oil.
  • the dotted lines shown suction lines 37, 38 may, like the other lines 31, 32, 33, 35, 36 as separate lines or channels, for example in the pump housing 2, be executed.
  • a valve device 40 is arranged in the underfloor supply line 32.
  • a check valve 41 is arranged in the pressure connection line 31 .
  • the check valve 41 is arranged between two branches 44, 45. From the branch 44, the underwing supply line 33 goes off. At the junction 45, the pressure connection line 31 opens into the pressure conveying line 35.
  • the Ventileinnchtung 40 is designed as a 2/2-way valve, which is biased in its illustrated in Figures 1 to 4 connection position. In the connecting position of Weggunterunterflugelraunn 27 is hydraulically connected to the two pressure areas 16, 26 of the vane pump 1. If the valve device 40 is actuated electromagnetically, then this connection is interrupted and the Weggunterunterflugelraunn 27 separated from the pressure areas 16, 26. The associated switching position of the valve device 40 is not shown and is referred to as a disconnected position.
  • the wings 9 do not go in Heidelbergsaug Colour 25 of Heidelberghub Schemes 12, since no hydraulic fluid, in particular oil, can flow into the Heidelbergsaugunterhofflraum 27.
  • the second stroke region 12 or the second pump half 12 is then switched off. The from the first stroke range 1 1, which is not switched off, coming wings 9 are pressed when driving over the cam ring small circle in the rotor slots.
  • the vanes 9 are still extended in the switching pressure region 26 and are in contact with the stroke contour 5. As the rotor 8 continues to rotate counterclockwise, the vanes 9 move radially inward. NEN and displace oil from the Weglichunterflugelraum 28. This oil is discharged via the underfloor supply line 33, the pressure communication line 31 and the pressure conveying line 35.
  • the check valve 41 in the pressure output of the second pump half 12 ensures that no pressure oil flows from the first pump half 1 1 via the pressure outlet into the suction inlet of the second pump half 12 when the second pump half 12 is switched off.
  • a further check valve 42 is arranged in the underfloor supply line 33.
  • the check valve 42 develops its effect when both stroke ranges 1 1 and 12 are turned on.
  • the check valve 42 ensures that in the switching pressure underfloor space 28, a greater pressure than in the switching pressure region 26 prevails.
  • the valve means 40 is disposed in an under wing supply line 52 which replaces the under wing supply lines 32 and 36 of Figures 1 and 2.
  • the underfloor supply line 52 connects the Weggunterhofflraum 27 with the pressure conveying line 35. Via the underfloor supply line 52 ensures that the retracted wings 9 of the switched-off second pump half 12 when switched in the Weggunterhofflraum 27 are pressurized again. This allows a faster start of delivery after switching on the second pump half 12 can be achieved.
  • the switching pressure underfloor space 28 is changed in comparison with the embodiment shown in FIG.
  • the Heidelbergunterhoffhofflraum 28 is offset at or with its end 60, which faces the Heidelbergsauguntererielraum 27, radially outward.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Flügelzellenpumpe mit mindestens zwei Hubbereichen, die jeweils einen Druckbereich und einen Saugbereich umfassen, und mit Unterflügelräumen, die unter Zwischenschaltung einer Ventileinrichtung mit Druck beaufschlagbar sind, um Flügel der Flügelzellenpumpe bedarfsabhängig gegen eine Hubkontur auszufahren oder, zumindest teilweise, im Inneren eines Rotors zu halten, um eine Förderung der Flügelzellenpumpe zu unterbrechen. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass ein separater Schaltsaugunterflügelraum, der einem Schaltsaugbereich zugeordnet ist, mit Hilfe der Ventileinrichtung von einem Druckbereich trennbar ist, um Flügel in dem Schaltsaugbereich, zumindest teilweise, so im Inneren des Rotors zu halten, dass der Schaltsaugbereich mit einem Schaltdruckbereich kurzgeschlossen wird, um einen zugehörigen Schalthubbereich abzuschalten.

Description

Flügelzellenpumpe und Verfahren zum Betreiben einer Flügelzellenpumpe
Die Erfindung betrifft eine Flügelzellenpumpe mit mindestens zwei Hubbereichen, die jeweils einen Druckbereich und einen Saugbereich umfassen, und mit Unterflügelräumen, die unter Zwischenschaltung einer Ventileinrichtung mit Druck beaufschlagbar sind, um Flügel der Flügelzellenpumpe bedarfsabhängig gegen eine Hubkontur auszufahren oder, zumindest teilweise, im Inneren eines Rotors zu halten, um eine Förderung der Flügelzellenpumpe zu unterbrechen. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Flügelzellenpumpe.
Aus der deutschen Patentschrift DE 41 36 151 C2 ist eine Flügelzellenpumpe mit einem zweiten Förderkreis bekannt, der durch die Pumpwirkung der Flügel in den Unterflügelräumen versorgt wird. Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 41 26 022 A1 ist eine Flügelzellenpumpe mit Flügeln bekannt, die in einem Rotor gehalten werden, indem in den Unterflügelräumen Unterdruck dadurch aufgebaut wird, dass eine Verbindung von den Unterflügelräumen zu der Druckseite der Pumpe durch ein Absperrventil gesperrt wird, um bei Bedarf eine Nullförderung der Pumpe zu ermöglichen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Flügelzellenpumpe mit mindestens zwei
Hubbereichen, die jeweils einen Druckbereich und einen Saugbereich umfassen, und mit Unterflügelräumen, die unter Zwischenschaltung einer Ventileinrichtung mit Druck beaufschlagbar sind, um Flügel der Flügelzellenpumpe bedarfsabhängig gegen eine Hubkontur auszufahren oder, zumindest teilweise, im Inneren eines Rotors zu halten, um eine Förderung der Flügelzellenpumpe zu unterbrechen, dahingehend zu verbessern, dass die Fördermenge der Flügelzellenpumpe auf einfache Art und Weise auf eine Fördermenge zwischen einer Nullförderung und einer maximalen Fördermenge verstellt werden kann.
Die Aufgabe ist bei einer Flügelzellenpumpe mit mindestens zwei Hubbereichen, die jeweils einen Druckbereich und einen Saugbereich umfassen, und mit Unterflügel- räumen, die unter Zwischenschaltung einer Ventileinrichtung mit Druck beaufschlagbar sind, um Flügel der Flügelzellenpumpe bedarfsabhängig gegen eine Hubkontur auszufahren oder, zumindest teilweise, im Inneren eines Rotors zu halten, um eine Förderung der Flügelzellenpumpe zu unterbrechen, dadurch gelöst, dass ein separater Schaltsaugunterflügelraum, der einem Schaltsaugbereich zugeordnet ist, mit Hilfe der Ventileinrichtung von einem Druckbereich trennbar ist, um Flügel in dem Schaltsaugbereich, zumindest teilweise, so im Inneren des Rotors zu halten, dass der Schaltsaugbereich mit einem Schaltdruckbereich kurzgeschlossen wird, um einen zugehörigen Schalthubbereich abzuschalten. Der Schaltsaugunterflügelraum ist radial innerhalb des Schaltsaugbereichs angeordnet. Durch die Erfindung wird auf einfache Art und Weise ermöglicht, die Fördermenge der Flügelzellenpumpe zu reduzieren, indem die Flügel in dem Schalthubbereich nicht radial gegen die Hubkontur ausgefahren werden. Somit wird im Schalthubbereich weder Hydraulikmedium angesaugt noch mit Druck beaufschlagt. Die hydraulische Pumpenleistung wird im Schalthubbereich auf Null reduziert, wodurch die Gesamtfördermenge der Flügelzellenpumpe um einen Wert reduziert wird, der von der Größe des Schalthubbereichs abhängt. Darüber hinaus wird durch das gezielte Nicht-Ausfahren der Flügel im Schalthubbereich die Flügelkopfreibung reduziert, wenn der Schalthubbereich abgeschaltet ist. Gemäß einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Flügelzellenpumpe doppelhubig mit zwei Pumpenhälften ausgeführt, von denen eine Pumpenhälfte bei Bedarf abgeschaltet werden kann.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Flügelzellenpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltsaugunterflügelraum über die Ventileinrichtung mit dem Schaltdruckbereich verbindbar ist. Wenn der Schaltsaugunterflügelraum mit dem Schaltdruckbereich verbunden ist, dann werden die Flügel in dem Schaltsaugbereich ausgefahren. Wenn die Verbindung durch die Ventileinrichtung unterbrochen ist, dann werden die Flügel im Schaltsaugbereich nicht ausgefahren.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Flügelzellenpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltsaugunterflügelraum räumlich von einem separaten Schaltdruckunterflügelraum getrennt ist, der mit dem Schaltdruckbereich in Verbin- dung steht. Wenn der Schalthubbereich eingeschaltet ist, dann werden die Flügel im Schaltdruckbereich ausgefahren. Wenn der Schalthubbereich abgeschaltet ist, dann fällt der Druck im Schaltdruckbereich so ab, dass die Flügel im Schaltdruckbereich nicht mehr ausgefahren werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Flügelzellenpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltdruckunterflügelraum an beziehungsweise mit seinem dem Schaltsaugunterflügelraum zugewandten Ende lokal radial nach außen versetzt angeordnet ist. Dadurch kann der Betrieb der Flügelzellenpumpe unmittelbar nach dem Abschalten des Schalthubbereichs weiter verbessert werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Flügelzellenpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltdruckunterflügelraum mit einem Druckbereich eines nicht abschaltbaren Hubbereichs verbunden ist. Durch diese Verbindung wird sichergestellt, dass die Flügel im Schaltdruckbereich ausgefahren werden, wenn der Schalthubbereich eingeschaltet ist.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Flügelzellenpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltsaugunterflügelraum mit einem beziehungsweise dem Druckbereich eines beziehungsweise des nicht abschaltbaren Hubbereichs verbindbar beziehungsweise verbunden ist. Die Ventileinrichtung ist vorzugsweise zwischen dem Schaltsaugunterflügelraum und dem Druckbereich des nicht abschaltbaren Hubbereichs angeordnet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Flügelzellenpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung zwischen den Schaltsaugunterflügelraum und den Druckbereich des nicht abschaltbaren Hubbereichs geschaltet ist. Wenn der Schaltsaugunterflügelraum über die Ventileinrichtung mit dem Druckbereich des nicht abschaltbaren Hubbereichs verbunden ist, dann werden die Flügel in dem Schaltsaugbereich ausgefahren. Wenn die Verbindung unterbrochen ist, dann bleiben die Flügel in dem Schaltsaugbereich eingefahren. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Flugelzellenpunnpe ist dadurch gekennzeichnet, dass dem Schaltdruckbereich und/oder dem Schaltdruckunterflügel- raum ein Rückschlagventil vorgeschaltet ist, das verhindert, dass mit Druck beaufschlagtes Fördermedium aus einem beziehungsweise dem nicht abschaltbaren Hubbereich in den Schaltdruckunterflügelraum gelangt, wenn der Schalthubbereich abgeschaltet ist. Das Rückschlagventil verhindert, dass mit Druck beaufschlagtes Hydraulikmedium aus dem Druckbereich des nicht abschaltbaren Hubbereichs in den Schaltdruckunterflügelraum gelangt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Flügelzellenpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Schaltdruckunterflügelraum und das Rückschlagventil ein zweites Rückschlagventil oder ein hydraulischer Widerstand geschaltet ist. Durch das zweite Rückschlagventil oder den hydraulischen Widerstand kann, wenn der Schalthubbereich nicht abgeschaltet ist, im Vergleich zu einem Systemdruck, der an einem Flügel köpf wirkt, in dem Schaltdruckunterflügelraum ein höherer Unterflügeldruck aufrecht erhalten werden. Der hydraulische Widerstand kann als Drossel oder Blende ausgeführt sein.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Flügelzellenpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung als 2/2-Wegeventil mit einer Verbindungsstellung und einer Trennstellung ausgeführt ist. In der Verbindungsstellung ist der Schaltsaugunterflügelraum hydraulisch mit dem Druckbereich des nicht abschaltbaren Hubbereichs verbunden. In der Trennstellung ist diese Verbindung durch die Ventileinrichtung unterbrochen. Das 2/2 -Wegeventil ist vorzugsweise in seine Verbindungsstellung vorgespannt. Die Betätigung des 2/2-Wegeventils erfolgt vorzugsweise elektromagnetisch.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben einer vorab
beschriebenen Flügelzellenpumpe. Je nach Bedarf fördert die Flügelzellenpumpe mit allen Hubbereichen, insbesondere mit zwei Hubbereichen, oder mit weniger Hubbereichen. Wenn die Flügelzellenpumpe als doppelhubige Flügelzellenpumpe ausgeführt ist, fördert die Flügelzellenpumpe entweder mit einem Hubbereich oder mit zwei Hub- bereichen. Bei einer doppelhubigen Flügelzellenpumpe werden die Hubbereiche auch als Pumpenhälften bezeichnet, von denen eine abschaltbar ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
Figur 1 eine vereinfachte Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer
Flügelzellenpumpe in Form eines Hydraulikschaltplans mit einer Ventileinrichtung und einem Rückschlagventil;
Figur 2 ein ähnliches Ausführungsbeispiel wie in Figur 1 mit einem weiteren
Rückschlagventil;
Figur 3 ein ähnliches Ausführungsbeispiel wie in Figur 1 mit einer leicht
abgewandelten Anbindung der Ventileinrichtung an die Flügelzellenpumpe und
Figur 4 ein ähnliches Ausführungsbeispiel wie in Figur 3 mit einem veränderten
Schaltsaugunterflügelraum.
In den Figuren 1 bis 4 ist eine Flügelzellenpumpe 1 stark vereinfacht schematisch dargestellt. Der allgemeine Aufbau und die prinzipielle Funktion der Flügelzellenpumpe 1 sind zum Beispiel in der deutschen Offenlegungsschrift DE 196 31 846 A1 beschrieben.
Um den hydraulischen Bedarf von zwei unterschiedlichen Volumenströmen auf unterschiedlichen Druckniveaus, beispielsweise in einer hydraulischen Getriebesteuerung, zeitgleich decken zu können, werden zum Beispiel schaltbare doppelhubige Flügelzellenpumpen eingesetzt. Hierbei werden die zwei Pumpenfluten, die sich aus der Doppelhubigkeit ergeben, getrennt voneinander aus der Pumpe gefördert und unterschiedlichen Verbrauchern zugeführt.
Die in den Figuren 1 bis 4 stark vereinfacht dargestellte Flügelzellenpumpe 1 umfasst ein Pumpengehäuse 2 mit einer Hubkontur 5. Innerhalb der Hubkontur 5 ist ein Rotor 8 mit Flügeln 9 drehbar angeordnet. Die Drehrichtung des Rotors 8 im Betrieb der Flügelzellenpumpe 1 ist durch einen Pfeil im Gegenuhrzeigersinn angedeutet.
Durch eine gestrichelte Linie 10 ist angedeutet, dass die doppelhubige Flügelzellenpumpe 1 einen ersten Hubbereich 1 1 und einen zweiten Hubbereich 12 umfasst. Die beiden Hubbereiche 1 1 und 12 werden auch als Pumpenhälften bezeichnet. Im Betrieb der Flügelzellenpumpe 1 führen die Flügel 9 pro Umdrehung des Rotors 8 je zwei Saug- und Verdrängerhübe aus.
Die im Rotor 8 radial verschiebbar angeordneten Flügel 9 teilen durch ihre Seitenflächen innerhalb der Hubkontur 5 Verdrängerräume voneinander ab. Im Betrieb der Flügelzellenpumpe 1 bewegen sich die Flügel 9 fliehkraftbedingt radial nach außen. Das Ausfahren der Flügel 9 kann durch Druckbeaufschlagung der Flügel 9 in Unterflügelräumen unterstützt werden, in welchen die Flügel 9 mit ihren radial inneren Enden angeordnet sind.
Die Flügelzellenpumpe 1 umfasst in ihrem ersten Hubbereich 1 1 einen Saugbereich 15 und einen Druckbereich 16. Radial innerhalb des Saugbereichs 15 ist ein Saugunterflügelraum 17 angeordnet. Radial innerhalb des Druckbereichs 16 ist ein Druckunterflügelraum 18 angeordnet. Der Saugunterflügelraum 17 ist über eine hydraulische Engstelle 19 mit dem Druckunterflügelraum 18 verbunden.
Der zweite Hubbereich 12, der auch als Schalthubbereich 12 bezeichnet wird, umfasst einen Schaltsaugbereich 25 und einen Schaltdruckbereich 26. Radial innerhalb des Schaltsaugbereichs 25 ist ein Schaltsaugunterflügelraum 27 angeordnet. Radial innerhalb des Schaltdruckbereichs 26 ist ein Schaltdruckunterflügelraum 28 angeordnet. Die beiden Schaltunterflügelräume 27 und 28 sind separat voneinander und separat von den Unterflügelräumen 17 und 18 des ersten Hubbereichs 1 1 ausgeführt, das heißt, räumlich voneinander getrennt.
Der Schaltdruckbereich 26 ist über eine Druckverbindungsleitung 31 mit einer
Druckförderleitung 35 verbunden. Die Druckförderleitung 35 geht von dem Druckbereich 16 des ersten Hubbereichs 1 1 aus und führt zu einem (nicht weiter dargestellten) Verbraucher.
Von der Druckverbindungsleitung 31 erstreckt sich eine Unterflügelversorgungsleitung
32 in den Schaltsaugunterflügelraum 27. Eine weitere Unterflügelversorgungsleitung
33 verbindet die Druckverbindungsleitung 31 mit dem Schaltdruckunterflügelraum 28. Die Unterflügelversorgungsleitungen 32, 33 sind gestrichelt dargestellt. Die Druckverbindungsleitung 31 und die Druckförderleitung 35 sind demgegenüber durchgezogen dargestellt. Eine weitere Unterflügelversorgungsleitung 36, die ebenfalls gestrichelt dargestellt ist, verbindet die Druckförderleitung 35 mit dem Saugunterflügelraum 17 des ersten Hubbereichs 1 1 .
Die Saugbereiche 15, 25 der beiden Hubbereiche 1 1 , 12 sind über Saugleitungen 37, 38 mit einem Tank 39 verbunden, der Hydraulikmedium, wie Öl, insbesondere Getriebeöl, enthält. Die punktiert dargestellten Saugleitungen 37, 38 können ebenso wie die übrigen Leitungen 31 , 32, 33, 35, 36 als separate Leitungen oder Kanäle, zum Beispiel in dem Pumpengehäuse 2, ausgeführt sein.
In der Unterflügelversorgungsleitung 32 ist eine Ventileinrichtung 40 angeordnet. In der Druckverbindungsleitung 31 ist ein Rückschlagventil 41 angeordnet. Das Rückschlagventil 41 ist zwischen zwei Verzweigungen 44, 45 angeordnet. Von der Verzweigung 44 geht die Unterflügelversorgungsleitung 33 aus. An der Verzweigung 45 mündet die Druckverbindungsleitung 31 in die Druckförderleitung 35. Die Ventileinnchtung 40 ist als 2/2-Wegeventil ausgeführt, das in seine in den Figuren 1 bis 4 dargestellte Verbindungsstellung vorgespannt ist. In der Verbindungsstellung ist der Schaltsaugunterflugelraunn 27 hydraulisch mit den beiden Druckbereichen 16, 26 der Flügelzellenpumpe 1 verbunden. Wenn die Ventileinrichtung 40 elektromagnetisch betätigt wird, dann wird diese Verbindung unterbrochen und der Schaltsaugunterflugelraunn 27 von den Druckbereichen 16, 26 getrennt. Die zugehörige Schaltstellung der Ventileinrichtung 40 ist nicht dargestellt und wird als Trennstellung bezeichnet.
Wenn der Schaltsaugunterflugelraunn 27 von den Druckbereichen 16, 26 getrennt ist, dann fahren die Flügel 9 im Schaltsaugbereich 25 des Schalthubbereichs 12 nicht aus, da kein Hydraulikmedium, insbesondere Öl, in den Schaltsaugunterflügelraum 27 nachströmen kann. Der zweite Hubbereich 12 beziehungsweise die zweite Pumpenhälfte 12 ist dann abgeschaltet. Die aus dem ersten Hubbereich 1 1 , der nicht abgeschaltet ist, kommenden Flügel 9 werden beim Überfahren des Hubring-Kleinkreises in die Rotorschlitze gedrückt.
Beim Eintreten der Flügel 9 in den Schaltsaugbereich 25 der abgeschalteten zweiten Pumpenhälfte 12 steht kein Unterflügeldruck an den Unterseiten der Flügel 9 an. Die Flügel werden dann nur durch die Fliehkraft, nicht aber hydraulisch, radial nach außen gedrückt und versuchen dabei Hydraulikmedium, insbesondere Öl, aus dem Saugunterflügelraum 27 nachzusaugen.
Da der Saugunterflügelraum 27 unterhalb der Flügel 9 abgeschlossen ist und kein Hydraulikmedium, insbesondere Öl, nachströmen kann, entsteht unter den Flügeln 9 im Schaltsaugbereich 25 ein Unterdruck, der die Flügel 9 entgegen der Fliehkraft in den Rotorschlitzen hält. Die Flügel fahren im Schaltsaugbereich 25 nicht aus den Rotorschlitzen aus, bilden keine Saugräume und es wird kein Öl angesaugt.
Direkt nach einem Abschalten der zweiten Pumpenhälfte 12 sind die Flügel 9 im Schaltdruckbereich 26 noch ausgefahren und liegen an der Hubkontur 5 an. Beim Weiterdrehen des Rotors 8 im Gegenuhrzeigersinn fahren die Flügel 9 radial nach in- nen und verdrängen Öl aus dem Schaltdruckunterflugelraum 28. Dieses Öl wird über die Unterflügelversorgungsleitung 33, die Druckverbindungsleitung 31 und die Druckförderleitung 35 abgeführt.
Im weiteren abgeschalteten Betrieb der zweiten Pumpenhälfte 12 sind der Schaltdruckbereich 26 und der Schaltsaugbereich 25 über die eingefahrenen Flügel 9 im Hubring-Großkreis der zweiten Pumpenhälfte 12 miteinander verbunden beziehungsweise kurzgeschlossen. Der zweite Hubbereich 12 ist dann abgeschaltet und fördert nicht.
Das Rückschlagventil 41 im Druckausgang der zweiten Pumpenhälfte 12 sorgt dafür, dass bei abgeschalteter zweiter Pumpenhälfte 12 kein Drucköl aus der ersten Pumpenhälfte 1 1 über den Druckausgang in den Saugeintritt der zweiten Pumpenhälfte 12 strömt.
Bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist in der Unterflügelversorgungsleitung 33 ein weiteres Rückschlagventil 42 angeordnet. Das Rückschlagventil 42 entfaltet seine Wirkung dann, wenn beide Hubbereiche 1 1 und 12 eingeschaltet sind. Das Rückschlagventil 42 sorgt dafür, dass in dem Schaltdruckunterflügelraum 28 ein größerer Druck als in dem Schaltdruckbereich 26 herrscht.
Bei dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Ventileinrichtung 40 in einer Unterflügelversorgungsleitung 52 angeordnet, welche die Unterflügelversorgungsleitungen 32 und 36 aus den Figuren 1 und 2 ersetzt. Die Unterflügelversorgungsleitung 52 verbindet den Schaltsaugunterflügelraum 27 mit der Druckförderleitung 35. Über die Unterflügelversorgungsleitung 52 wird sichergestellt, dass die eingefahrenen Flügel 9 der abgeschalteten zweiten Pumpenhälfte 12 beim Einschalten in dem Schaltsaugunterflügelraum 27 wieder mit Druck beaufschlagt werden. Dadurch kann ein schnellerer Förderbeginn nach dem Einschalten der zweiten Pumpenhälfte 12 erreicht werden. Bei dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist gegenüber dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der Schaltdruckunterflügelraum 28 verändert. Der Schaltdruckunterflügelraum 28 ist an beziehungsweise mit seinem Ende 60, das dem Schaltsaugunterflügelraum 27 zugewandt ist, radial nach außen versetzt. Dadurch kann erreicht werden, dass bei einem Abschalten der zweiten Pumpenhälfte 12 ein im Schaltsaugbereich 25 eingefahrener Flügel beim Eintritt in den Schaltdruckbereich 26 nicht durch die im Schaltdruckbereich 26 einfahrenden Flügel, die direkt nach der Pumpenabschaltung noch ausgefahren sind, gegen die Hubkontur 5 gedrückt werden. Durch die spezielle Anordnung des Endes 60 des Schaltdruckunterflügelraums 28 wird ein eingefahrener Flügel 9 beim Eintritt in den Schaltdruckbereich 26 extra nicht mit dem von den voreilenden, einfahrenden Flügeln 9 erzeugten Druck beaufschlagt.
Bezuqszeichenliste Flügelzellenpumpe
Pumpengehäuse
Hubkontur
Rotor
Flügel
gestrichelte Linie
erster Hubbereich
zweiter Hubbereich (Schalthubbereich) Saugbereich
Druckbereich
Saugunterflügelraum
Druckunterflügelraum
hydraulische Engstelle
Schaltsaugbereich
Schaltdruckbereich
Schaltsaugunterflügelraum
Schaltdruckunterflügelraum
Druckverbindungsleitung
Unterflügelversorgungsleitung
Unterflügelversorgungsleitung
Druckförderleitung
Unterflügelversorgungsleitung
Saugleitung
Saugleitung
Tank
Ventileinrichtung
Rückschlagventil
Rückschlagventil
Verzweigung Verzweigung
Unterflügelversorgungsleitung Ende

Claims

Patentansprüche
Flügelzellenpumpe mit mindestens zwei Hubbereichen (1 1 ;12), die jeweils einen Druckbereich (16;26) und einen Saugbereich (15;25) umfassen, und mit Unterflügelräumen, die unter Zwischenschaltung einer Ventileinrichtung (40) mit Druck beaufschlagbar sind, um Flügel (9) der Flügelzellenpumpe (1 ) bedarfsabhängig gegen eine Hubkontur (5) auszufahren oder, zumindest teilweise, im Inneren eines Rotors (8) zu halten, um eine Förderung der Flügelzellenpumpe (1 ) zu unterbrechen, dadurch gekennzeichnet, dass ein separater Schalt- saugunterflügelraum (27), der einem Schaltsaugbereich (25) zugeordnet ist, mit Hilfe der Ventileinrichtung (40) von einem Druckbereich (16) trennbar ist, um Flügel (9) in dem Schaltsaugbereich (25), zumindest teilweise, so im Inneren des Rotors (8) zu halten, dass der Schaltsaugbereich (25) mit einem Schaltdruckbereich (26) kurzgeschlossen wird, um einen zugehörigen Schalthubbereich (12) abzuschalten.
Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltsaugunterflügelraum (27) über die Ventileinrichtung (40) mit dem Schaltdruckbereich (26) verbindbar ist.
Flügelzellenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltsaugunterflügelraum (27) räumlich von einem separaten Schaltdruckunterflügelraum (28) getrennt ist, der mit dem Schaltdruckbereich (26) in Verbindung steht.
Flügelzellenpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltdruckunterflügelraum (28) mit seinem dem Schaltsaugunterflügelraum (27) zugewandten Ende (60) lokal radial nach außen versetzt angeordnet ist.
5. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltdruckunterflugelraunn (28) mit einem Druckbereich (16) eines nicht abschaltbaren Hubbereichs (1 1 ) verbunden ist.
6. Flügelzellenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltsaugunterflügelraum (27) mit einem beziehungsweise dem Druckbereich (16) eines beziehungsweise des nicht abschaltbaren Hubbereichs (1 1 ) verbindbar beziehungsweise verbunden ist.
7. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die
Ventileinrichtung (40) zwischen den Schaltsaugunterflügelraum (27) und den Druckbereich (16) des nicht abschaltbaren Hubbereichs (1 1 ) geschaltet ist.
8. Flügelzellenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Schaltdruckbereich (26) und/oder dem Schaltdruckun- terflügelraum (28) ein Rückschlagventil (41 ) vorgeschaltet ist, das verhindert, dass mit Druck beaufschlagtes Fördermedium aus einem beziehungsweise dem nicht abschaltbaren Hubbereich (1 1 ) in den Schaltdruckunterflügelraum (28) gelangt, wenn der Schalthubbereich (12) abgeschaltet ist.
9. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Schaltdruckunterflügelraum (28) und das Rückschlagventil (41 ) ein zweites Rückschlagventil (42) oder ein hydraulischer Widerstand geschaltet ist.
10. Flügelzellenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (40) als 2/2-Wegeventil mit einer Verbindungsstellung und einer Trennstellung ausgeführt ist.
1 1 . Verfahren zum Betreiben einer Flügelzellenpumpe (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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