DE3322549A1 - Fluegelzellenpumpe mit veraenderlichem foerderhub fuer hydraulische betriebsmittel insbesondere von kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

• "Flügelzellenpumpe mit veränderlichem
• Förderhub für hydraulische Betriebsmittel insbesondere von Kraftfahrzeugen" Die Erfindung bezieht sich auf eine Flügelzellenpumpe nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
• Bei einer bekannten Flügelzellenpumpe dieser Art (US-PS 22 56 459) sind die beiden Stirnplatten ebenso bewegungsfest im Pumpengehäuse gehaltert wie bei einer bekannten gattungsfremden Flügelzellenpumpe (DE-AS 18 12 251), bei der der Förderhub und damit die Lage des Stators relativ zur geometrischen Drehachse des Rotors unveränderlich sind.
• Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht im wesentlichen darin, Leckverluste so gering wie möglich zu halten.
• Ausgehend von einer Flügelzellenpumpe nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 ist die erläuterte Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.
• Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen von zwei Ausführungsformen der Flügelzellenpumpe nach der Erfindung zum Gegenstand.
• Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen in Verbindung mit der nachfolgenden Beschreibung von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen.In der Zeichnung bedeuten Fig. 1 einen schematischen drehachsnormalen Querschnitt durch eine Flügelzellenpumpe nach der Erfindung mit einem hydraulischen Steuerungsschema, das für beide Ausführungsformen gültig ist, Fig. 2 einen Axialschnitt durch eine Flügelzellenpumpe nach der Erfindung in der ersten Ausführungsform nach Linie II-II in Fig. 1, um 900 entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn gedreht, Fig. 3 einen Axialschnitt durch die Flügelzellenpumpe nach der Erfindung in der ersten Ausführungsform nach Linie ItI-III in Fig. 1, und Fig. 4 einen der Fig. 2 entsprechenden Axialschnitt durch eine Flügelzellenpumpe nach der Erfindung in der zweiten Ausführungsform.
• Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 sind in einem topfförmigen Pumpengehäuse 10 innerhalb einer Pumpenkammer 9 - die nach außen durch einen Gehäusedeckel 11 verschlossen ist -eine Pumpenwelle 28 mit einem zu ihr drehfesten Rotor 12 drehbar gelagert. Während das gehäuseäußere Wellenende 32 der Pumpenwelle 28 in der üblichen Weise - beispielsweise mittels einer Keilriemenscheibe - angetrieben werden kann, ist das gehäuseinnere Wellenende 30 der Pumpenwelle 28 mittels eines Wälzlagers 29 in einer in die Pumpenkammer 9 eingesetzten Druckplatte 27 gelagert. Weiterhin sind zwei beiderseits des Rotors 12 liegende Stirnplatten 24 und 25 in die Pumpenkammer eingesetzt, die durch Befestigungszapfen 5 bis 8 mit einem den Rotor umgebenden Stator 14 fest verbunden sind. Ein zwischen der Stirnplatte 24 und dem äußeren Wellenende 32 liegender mittlerer Abschnitt 22 der Pumpenwelle 28 ist durch ein Gleitlager 17 in einem Lagerauge 23 des Pumpengehäuses 10 abgestützt. In bezug auf eine geometrische Drehachse 15-15 sind sowohl zentrisch als auch lageunveränderlich die zylindrische Pumpenkammer 9, ein formschlüssig in die Zylinderkammer 9 eingesetzter und als Arbeitszylinder den Stator 14 auf nehmender Distanzring 31, der Rotor 12 mit Pumpenwelle 28 sowie die Druckplatte 27 angeordnet. Ein in fluchtenden Aufnahmebohrungen 34 und 35 von Pumpengehäuse 10 und Druckplatte 27 bewegungsfest gehalterter und achsparallel zur Drehachse 15-15 angeordneter Gelenkbolzen 36 ist zur schwenkbaren Lagerung des Stators 14 verwendet, der zu diesem Zweck ein korrespondierendes Gelenkteil 37 aufweist. Zur Aufteilung des zwischen Stator 14 und Arbeitszylinder 31 gebildeten Ringraumes in zwei Arbeitsdruckkammern 38 und 39 ist der Stator an seinem Außenumfang mit einer Axialnut 40 zur Aufnahme einer Dichtleiste 41 versehen. Die andere Dichtstelle wird durch das Gelenk 36,37 gebildet. Auf diese Weise arbeiten die beiden zwischen den genannten Dichtstellen liegenden Umfangsabschnitte des Stators 14 als Kolbendruckflächen zur Veränderung der Exzentrizität 43 zwischen der Hauptachse des Stators 14 und der Drehachse 15-15. Die Exzentrizität 43 wird durch ein Regelventil 46 eingestellt, das mit einer zwischen Stator 14 und Arbeitszylinder 31 wirkenden Druckfeder 42 zusammenarbeitet und durch Arbeitsdruckleitungen 44 und 45 mit den Arbeitsdruckkammern 38 und 39 verbunden ist. Der Regelschieber 47 des Regelventiles 46 steht in der üblichen Weise unter dem Einfluß der Druckdifferenz einer in die Pumpendruckleitung 49 eingesetzten Blende 48. Die Pumpendruckleitung 49 führt zu einem Verbraucher 50 - beispielsweise einer Servolenkung - der über eine Rücklaufleitung 53 mit einem Vorratsbehälter 51 verbunden ist, der über eine Pumpensaugleitung 52 wiederum mit der Flügelzellenpumpe verbunden ist. In vorzugsweise radial verlaufenden Schlitzen 54 des Rotors 12 arbeiten radialbeweglich angeordnete Flügelkolben 13, deren äußere Kolbenenden in Gleitkontakt mit dem Innenmantel 26 des Stators 14 stehen. Die Flügelkolben 13 durchlaufen einen radial sich zwischen Stator und Rotor erstreckenden sichelförmigen Arbeitsraum 16, der in den Richtungen der Drehachse 15-15 durch je eine benachbarte Seitenwand 20 bzw. 21 der beiden Stirnplatten 24 und 25 begrenzt wird. In den Seitenwänden 20 und 21 sind in nicht mehr dargestellter Weise Steuertaschen vorgesehen, von denen jeweils eine an die Pumpensaugleitung 52 bzw.
• an die Pumpendruckleitung 49 angeschlossen ist. Auf diese Weise ist der Arbeitsraum 16 in eine Saugkammer 18 und in eine Druckkammer 19 unterteilt. Zwischen der Druckplatte 27 und dem Gehäusedeckel 11 ist eine Arbeitsdruckkammer 56 gebildet, die durch einen Druckkanal 55 in der Druckplatte 27 mit der Druckkammer 19 in Verbindung steht. Schließlich wird die Wirkung des Druckes in der Arbeitsdruckkammer 56 auf die Druckplatte 27 noch durch eine sich zwischen letzterer und dem Gehäusedeckel abstützende Druckfeder 57 unterstützt. Wie aus Fig. 3 ersichtlich wird, ist zwischen den Stirn platten 24 und 25 einerseits und der Pumpenwelle 28 andererseits ein Bewegungsspiel 58 belassen, damit die Stirnplatten die Hubbewegungen des Stators 14 relativ zur Pumpenwelle 28 bzw. zur Drehachse 15-15 mitmachen können.
• Die zweite Ausführungsform der Fig. 4 unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform zunächst dadurch, daß das gehäuseinnere Wellenende 30 der Pumpenwelle 28 im Gehäusedeckel 11 mittels des Wälzlagers 29 abgestützt ist. Weiterhin ist die Druckplatte 33 mit der zugehörigen Stirnplatte einteilig ausgebildet, d.h., die Druckplatte 33 ist mit dem Stator 14 bewegungsfest verbunden und in nicht mehr dargestellter Weise mit den erforderlichen Steuertaschen in ihrer dem Stator 12 zugekehrten Seitenwand 21 versehen. Bis auf den Umstand, daß eine besondere Arbeitsdruckkammer und eine weitere Druckfeder zwischen Gehäusedeckel 11 und Druckplatte 33 nicht vorgesehen sind, stimmen beide Ausführungsformen im übrigen miteinander überein.
• Durch die Erfindung ist erreicht, daß die radialen Leckölverluste zwischen den Stirnplatten 24 und 25 bzw. 24 und 33 einerseits und dem Stator 14 andererseits vermieden sind und das axiale Spiel Rotor 12/Stirnplatten gleich dem axialen Spiel Rotor 12/Stator 14 ist und dem einer Flügelzellenpumpe mit feststehendem Stator entspricht. Der Spaltverlust zwischen den Stirnplatten 24 und 25 und der Druckplatte 27 bzw. dem Pumpengehäuse 10 ist durch die großflächige Abdichtung der Stirnplatten und der Paarung der Anordnung Stator 14 und Stirnplatten einerseits und dem Distanzring 31 andererseits klein gehalten. Evtl. können zusätzliche Dichtringe am saugseitigen Öldurchfluß vom Pumpengehäuse 10 in die Seitenplatte 24 vorgesehen sein. Die Druckplatte 27 bzw. 33 reduziert den Spaltverlust bei hohem Druck durch ihre definierte Durchbiegung.
• Die Regelung über die Verstellung des Stators 14 erfolgt, wie bekannt, mit Hilfe des Stellsignales = P1-P2 an der Drossel 48 in der Druckleitung 49.
• Mit steigender Drehzahl der Pumpenwelle 28 und damit steigender Durchflußmenge Q steigt N P nach der Bezeihung z = K f . Ab einer festgelegten Förderd4 mange Q = const. bewegt sich der Regelscnieber 47 gegen eine Feder 59, wodurch in der Arbeitsdruckkammer 38 der höhere Druck eingestellt und dadurch der Pumpenhub bzw. die Exzentrizität 43 verringert wird. Um- gekehrt hat eine sinkende Drehzahl der Pumpenwelle 28 eine Vergrößerung des Hubes durch Erhöhung des Druckes in der Arbeitsdruckkammer 39 zur Folge. Die Feder 42 sichert den maximalen Hub in Anfahrstellung. Ein Überdruckventil 60 in der Druckleitung 49 begrenzt den Systemdruck.

Claims (3)

1. Patentansprüche Flügelzellenpumpe mit veränderlichem Förderhub für hydraulische Betriebsmittel insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei der in einer Pumpenkammer eines Pumpengehäuses ein in Schlitzen Flügelkolben radialbeweglich aufnehmender Rotor gelagert und in bezug auf seine geometrische Drehachse unbeweglich zum Pumpengehäuse angeordnet ist und die äußeren Kolbenenden mit dem Innenmantel eines ringartigen und relativ zur Drehachse lageveränderlich in der Pumpenkammer angeordneten Stators in Gleitkontakt bringbar sind sowie die Flügekolben wenigstens einen radial sich zwischen Stator und Rotor erstreckenden sichelförmigen Arbeitsraum durchlaufen, der in den Richtungen der Drehachse zwischen je einer benachbarten Seitenwand von zwei beiderseits des Rotors in der Pumpenkammer angeordneten Stirnplatten eingeschlossen ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Stirnplatten (24 und 25 in Fig. 1 bis 3 bzw.

   24 und 33 in Fig. 4) bewegungsfest gegenüber dem Stator (14) angeordnet sind.
2. 2. Pumpe nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e ic h n e t daß zwischen einem die Pumpenkammer (9) nach außen abschließenden Gehäusedeckel (11) und der auf der zugekehrten Seite des Rotors (12) liegenden Stirnplatte (25) eine Druckplatte (27) radial unbeweglich in die Pumpenkammer (9) eingesetzt und in der einen Richtung der Drehachse (15-15) durch einen Distanzring (31) fixiert ist, der sich in der zum Gehäusedeckel (11) entgegengesetzten Richtung zusammen mit der anderen Stirnplatte (24) an einer die Pumpenkammer (9) abschließenden Gehäusewand (67) abstützt.
3. 3. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gehäuseinnere Wellenende (30) einer mit dem Rotor (12) drehfest verbundenen Pumpenwelle (28) in einem die Pumpenkammer (9) nach außen abschließenden Gehäusedeckel (11) gelagert und eine axial zwischen Rotor (12) und Gehäusedeckel (11) in die Pumpenkammer (9) eingesetzte Druckplatte (33) sowohl als Stirnplatte verwendet als auch relativ zum Stator (14) unbeweglich angeordnet ist.