Die Erfindung bezieht sich auf eine volumenstromgeregelte Flügelzellenpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a volume-flow-controlled vane pump according to the preamble of claim 1.
Volumenstromgeregelte Flügelzellenpumpen der vorgenannten Art sind beispielsweise aus der DE 199 57 886 A1 bekannt und weisen den üblichen Grundaufbau auf, bei dem der Kurvenring gegenüber dem Rotor auf seine dem maximalen Fördervolumen entsprechende Einstelllage federbelastet ist, und zwar über eine Schraubenfeder, die gegenüber dem den Kurvenring umschließenden Gehäuse abgestützt ist. Eine solche Federabstützung bedingt konstruktiv gehäuseseitig eine entsprechende Einsatzöffnung, die verschlossen werden muss, was einen entsprechenden Aufwand bedingt. Dies gilt auch hinsichtlich des Raumbedarfes, insbesondere falls eine Federabstützung dieser Art in das hydraulische Regelsystem einbezogen ist und über einen den Durchlaufquerschnitt übersteuernden Schieberkolben gegen den Kurvenring abgestützt ist.Volumetric flow controlled vane pumps of the aforementioned type are for example from the DE 199 57 886 A1 known and have the usual basic structure, in which the cam ring is spring-loaded relative to the rotor to its maximum delivery volume adjustment position, via a coil spring which is supported relative to the housing surrounding the cam ring. Such a spring support requires structurally on the housing side a corresponding insertion opening, which must be closed, which requires a corresponding effort. This also applies in terms of space requirements, in particular if a spring support of this type is included in the hydraulic control system and is supported via a cross-section overflowing spool against the cam ring.
Weitere gattungsgemäße Flügezellenpumpen sind aus den Entgegenhaltungen US 26 78 607 A , WO 02/084122 A2 , DE 42 01 257 A1 und DE 20 15 744 B2 bekannt.Further generic fly cell pumps are from the citations US 26 78 607 A . WO 02/084122 A2 . DE 42 01 257 A1 and DE 20 15 744 B2 known.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vereinfachte Federabstützung zu schaffen, die bei kleinem Bauvolumen auch als Steuerelement im Regelsystem zu nutzen ist.The invention has for its object to provide a simplified spring support, which is also to use as a control in the control system in a small volume.
Erfindungsgemäß wird dies bei einer volumenstromgeregelten Flügelzellenpumpe gemäß dem Anspruch 1 durch die Ausgestaltung der Federabstützung als Biegebalken erreicht. Ein solcher Biegebalken kann in einfachster Form als Blattfeder ausgebildet oder durch ein Stützelement gebildet sein, das einen entsprechenden, blattfederartigen Abschnitt aufweist, wobei die Ausgestaltung als Blattfeder oder als blattfederähnliches Element weitgehendst die Integration in das funktionsbedingte Bauvolumen ermöglicht, sowie auch die Abstützung gegenüber dem Gehäuse nahezu ohne Zusatzaufwand, beispielsweise dadurch, dass am Gehäuse – als Anschläge – Stützschultern angeformt oder Stützaufnahmen für die Federenden eingeformt sind. Zudem lässt sich eine als Blattfeder oder blattfederartiges Element ausgestaltete Federabstützung unmittelbar als Steuerelement einsetzen, wenn dieses im Überlappungsbereich zu Übertrittsöffnungen angeordnet ist und diese in Abhängigkeit von der Durchbiegung der Feder querschittsvariabel überdeckt.According to the invention this is achieved in a volume flow controlled vane pump according to claim 1 by the design of the spring support as a bending beam. Such a bending beam can be formed in the simplest form as a leaf spring or formed by a support member having a corresponding, leaf-spring-like portion, the design as a leaf spring or leaf spring-like element largely integrates into the functional construction volume allows, as well as the support against the housing almost without additional effort, for example, characterized in that the housing - as stops - support shoulders formed or support receptacles are molded for the spring ends. In addition, a designed as a leaf spring or leaf spring-like element spring support can be used directly as a control when this is arranged in the overlap region to transfer openings and this cross-sectional variable depending on the deflection of the spring.
Zudem kann eine solche Blattfeder bezogen auf den aufnehmenden Druckraum auch ein den Druckraum aufteilendes Element bilden, wozu sich eine Blattfeder insbesondere bei Kunststoffumspritzung eignet und über die Kunststoffumspritzung auch entsprechende Gleit- und Dichtflächen geschaffen werden können.In addition, such a leaf spring relative to the receiving pressure chamber also form a pressure-sharing element, what a leaf spring is particularly suitable for plastic extrusion and on the plastic extrusion and corresponding sliding and sealing surfaces can be created.
Ist die Blattfeder als räumliches Trennelement eingesetzt, insbesondere zur Aufteilung des die Feder aufnehmenden Druckraumes in zwei Druckraumteilräume, so kann die Feder auch hinsichtlich der durch sie abgegrenzten Druckraumteilräume unterschiedlichen Drücken ausgesetzt sein und dadurch in ihrer Federcharakteristik zusätzlich beeinflusst werden. Entsprechende Druckdifferenzen lassen sich beispielsweise durch drosselnde Übertrittsquerschnitte, die in die Feder integriert sein können, und/oder den Druckraumteilräumen wechselseitig zugeordnete Zu- und Abflussöffnungen erreichen.If the leaf spring is used as a spatial separating element, in particular for dividing the spring receiving pressure chamber into two pressure chamber partial spaces, the spring may also be exposed to different pressures with respect to the pressure chamber partial spaces delimited by it and thereby additionally influenced in its spring characteristic. Corresponding pressure differences can be achieved, for example, by throttling crossover cross sections, which can be integrated into the spring, and / or the inlet and outlet openings assigned to the pressure chamber partial spaces.
Insbesondere in Verbindung mit einer Kunststoffumspritzung der Federabstützung, so der Blattfeder ergibt sich in einfacher Weise auch die Möglichkeit, in die Federabstützung einen Überströmkanal zu integrieren und dadurch die Verbindung zwischen mehreren zu übersteuernden Überströmöffnungen herzustellen, so dass durch entsprechende Abstimmung in der Lage der Überlappungsbereiche zusätzliche Möglichkeiten der Beeinflussung der Durchflusssteuerung geschaffen sind.In particular, in conjunction with a Kunststoffumspritzung the spring support, so the leaf spring results in a simple way, the possibility to integrate into the spring support an overflow and thereby establish the connection between several overflow overflow openings, so that by appropriate vote in the position of the overlapping areas additional Possibilities of influencing the flow control are created.
Insgesamt ist mit der erfindungsgemäßen, als Biegebalken ausgestalteten Federabstützung somit eine Lösung geschaffen, die neben der Wahrnehmung der Federfunktion bei kleinstem Bauraum auch die Wahrnehmung von Steuerfunktionen nahezu ohne Zusatzaufwand ermöglicht.Overall, a solution is thus created with the spring support according to the invention, designed as a bending beam, which, in addition to the perception of the spring function with the smallest installation space, also makes it possible to perceive control functions almost without additional expenditure.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen. Ferner wird die Erfindung nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen mit weiteren Details erläutert. Es zeigen:Further details and features of the invention will become apparent from the claims. Furthermore, the invention will be explained below with reference to embodiments with further details. Show it:
1 bis 3 bei grundsätzlichem gleichem Aufbau der Flügelzellenpumpe und des zugeordneten Stromregelventiles sowie bei Gestaltung der Federabstützung in Form einer Blattfeder verschiedene Möglichkeiten der Nutzung der Feder als Steuerglied durch in Abhängigkeit von der Durchbiegung der Feder sich ändernde Überdeckungsquerschnitte zwischen der Feder und von dieser übersteuerten Überströmquerschnitten, und 1 to 3 with the same basic structure of the vane pump and the associated flow control valve and the design of the spring support in the form of a leaf spring different ways of using the spring as a control member by depending on the deflection of the spring changing coverage cross sections between the spring and overflow Überströmquerschnitten this, and
4 in einer Diagrammdarstellung den Verlauf des Volumenstromes über der Drehzahl bei einem durch Flügelzellenpumpe und Stromregelventil gebildeten Hydrauliksystem gemäß einer der Ausgestaltungen gemäß 1 bis 3. 4 in a diagram representation of the course of the volume flow over the speed in a hydraulic system formed by vane pump and flow control valve according to one of the embodiments according to 1 to 3 ,
In den 1 bis 3 sind im Grundaufbau einander entsprechende, volumenstromgeregelte Flügelzellenpumpen 1 dargestellt, und zwar jeweils in Verbindung mit einem Volumenstromregler 2.In the 1 to 3 are in the basic structure corresponding to each other, volume flow controlled vane pumps 1 shown, in each case in conjunction with a volumetric flow controller 2 ,
Die Flügelzellenpumpen 1 umfassen vereinfacht dargestellt in ihrem Aufbau jeweils ein Gehäuse 3, veranschaulicht durch einen Außenring, und einen Rotor 4 mit zum Gehäuse 3 lagefester Drehachse 5, wobei der Rotor 4 konzentrisch zur Drehachse 5 über die ihn drehfest tragende Welle 6 in den Seitenwänden des Gehäuses 3 gelagert ist. Der Rotor 4 ist innerhalb des Gehäuses 3 von einem Kurvenring 7 umschlossen, der zusammen mit dem Gehäuse 3 einander gegenüberliegende und über eine Dichtgrenze 10 getrennte Druckräume 8, 9 begrenzt, von denen der Druckraum 8 einen ersten Druckraum und der Druckraum 9 eine zweiten Druckraum bildet. Die Dichtgrenze 10 erstreckt sich quer zur der die Drehachse 5 des Rotors 4 enthaltenden Ebene 11. Der Kurvenring 7 ist längs seiner Aufstandsfläche zum Gehäuse 3 in Abhängigkeit von den Druckverhältnissen in den Druckräumen 8 und 9 verstellbar. Zur Verstellrichtung des Kurvenringes 7 verläuft die Dichtgrenze 10 zwischen Kurvenring 7 und Gehäuse 3 etwa senkrecht, und zwar in einer Ebene, die in Verstellrichtung des Kurvenringes 7 zu einer parallelen, die Drehachse 5 enthaltenden Ebene leicht versetzt ist. The vane pumps 1 In simplified terms, each housing comprises a housing 3 , illustrated by an outer ring, and a rotor 4 with to the housing 3 fixed rotation axis 5 , where the rotor 4 concentric to the axis of rotation 5 on the shaft rotatably supporting him 6 in the side walls of the housing 3 is stored. The rotor 4 is inside the case 3 from a curve ring 7 enclosed, which together with the housing 3 opposite each other and across a sealing border 10 separate pressure chambers 8th . 9 limited, of which the pressure chamber 8th a first pressure chamber and the pressure chamber 9 forms a second pressure chamber. The sealing limit 10 extends transversely to the axis of rotation 5 of the rotor 4 containing level 11 , The curve ring 7 is along its footprint to the housing 3 depending on the pressure conditions in the pressure chambers 8th and 9 adjustable. To the adjustment direction of the cam ring 7 runs the sealing limit 10 between cam ring 7 and housing 3 approximately vertically, in a plane that in the adjustment direction of the cam ring 7 to a parallel, the axis of rotation 5 containing plane is slightly offset.
Der Rotor 4 weist radial gerichtete und nach außen gegen den Kurvenring 7 offene Führungsschlitze 12 für Rotorflügel 13 auf, über die zwischen Rotor 4 und Kurvenring 7 in Umfangsrichtung aufeinander folgende Arbeitskammern 14 gegeneinander abgegrenzt sind, deren Größe über der Umlaufbahn entsprechend der Exzentrizität des Kurvenringes 7 zur Drehachse 5 des Rotors 4 veränderlich ist.The rotor 4 has radially directed and outward against the cam ring 7 open guide slots 12 for rotor blades 13 on top of that between rotor 4 and curve ring 7 circumferentially successive working chambers 14 are delimited from each other whose size over the orbit corresponding to the eccentricity of the cam ring 7 to the axis of rotation 5 of the rotor 4 is changeable.
In Überdeckung zur Umlaufbahn der über die Rotorflügel 13 gegeneinander abgegrenzten Arbeitskammern 14 liegen, quer zur Verstellebene 11 einander gegenüberliegend, Arbeitskammeranschlüsse 15, 16, die im Ausführungsbeispiel als nierenförmige Ausnehmungen in den Seitenwänden des Gehäuses 3 ausgebildet sind und von denen der Arbeitskammeranschluss 15 bezogen auf die Drehrichtung 17 des Rotors 4 den druckseitigen Anschluss und der Arbeitskammeranschluss 16 den saugseitigen Anschluss bildet.Overlapping to the orbit of the rotor blades 13 against each other demarcated working chambers 14 lie, across the Verstellbene 11 Opposite each other, working chamber connections 15 . 16 in the exemplary embodiment as kidney-shaped recesses in the side walls of the housing 3 are formed and of which the working chamber connection 15 related to the direction of rotation 17 of the rotor 4 the pressure-side connection and the working chamber connection 16 forms the suction-side connection.
In den dargestellten Ausführungsbeispielen ist der Kurvenring 7 in seine dem maximalen Fördervolumen entsprechende Endstellung verlagert und in Richtung auf diese Endstellung federnd abgestützt, wobei als Federabstützung 18 ein Biegebalken vorgesehen ist. Dieser ist in Form eines wandartigen Elementes gestaltet, das seinerseits zwischen dem Gehäuse 3 einerseits und dem Kurvenring 7 andererseits abgestützt ist und den zweiten Druckraum 9 in zwei Teilräume 19 und 20 unterteilt, so dass der der Grundausgestaltung: Biegebalken gleich Feder Zusatzfunktionen zu überlagern sind, bei denen der Biegebalken aufgrund unterschiedlicher Druckbeaufschlagung variable Federcharakteristiken aufweist und/oder auch als einen Durchflussquerschnitt steuerndes Element eingesetzt ist.In the illustrated embodiments, the cam ring 7 shifted in its maximum delivery volume corresponding end position and resiliently supported in the direction of this end position, as a spring support 18 a bending beam is provided. This is designed in the form of a wall-like element, which in turn between the housing 3 on the one hand and the cam ring 7 supported on the other hand and the second pressure chamber 9 in two subspaces 19 and 20 subdivided so that the basic design: bending beams are equal to spring additional functions to be superimposed, in which the bending beam due to different pressurization has variable spring characteristics and / or is used as a flow cross-section controlling element.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Federabstützung 18 ist deren Ausbildung als Blattfeder, und zwar insbesondere als kunststoffumspritzte Blattfeder, die aufgrund der Kunststoffumspritzung membranartig die Teilräume 19, 20 gegeneinander abgrenzt, bei entsprechender Vorspannung des Kurvenringes 7 auf die gezeigte Endstellung.A preferred embodiment of the spring support 18 is their training as a leaf spring, in particular as a plastic-coated leaf spring, the membrane-like part due to the Kunststoffumspritzung the subspaces 19 . 20 delimited against each other, with appropriate bias of the cam ring 7 on the end position shown.
Ebenso wie die Flügelzellenpumpe 1 ist auch das Volumenstromregelventil 2 sowie dessen Einbindung in das Hydrauliksystem nur schematisch dargestellt, wobei das Volumenstromregelventil 2 einen in seinem Gehäuse 21 längsverschieblich geführten Steuerschieber 22 aufweist, der in Längsrichtung zueinander beabstandete Steuerkolben 23 und 24 umfasst, von denen der Steuerkolben 23 einen ersten und der Steuerkolben 24 einen zweiten Steuerkolben bildet und die über ein im Durchmesser abgesetztes Zwischenglied 25 miteinander verbunden sind und zusammen mit diesem einen Ringraum 26 begrenzen.Just like the vane pump 1 is also the flow control valve 2 and its integration in the hydraulic system shown only schematically, wherein the flow control valve 2 one in his case 21 longitudinally displaceable guided spool 22 comprising, the longitudinally spaced apart control piston 23 and 24 includes, of which the control piston 23 a first and the control piston 24 forms a second control piston and the over a diameter offset intermediate member 25 are interconnected and together with this an annulus 26 limit.
Der als Druckwaage arbeitende Steuerschieber 22 ist in Richtung auf seine dargestellte und zur Stellung des Kurvenringes 7 bei maximalem Fördervolumen entsprechende Endlage federbelastet, wie über die Feder 27 symbolisiert, wobei die Verschieberichtung des Steuerschiebers 22 in Stellrichtung der Feder 27 anschlagbegrenzt ist, wie über den Anschlagzapfen 28 veranschaulicht.The working as a pressure compensator spool 22 is towards his illustrated and the position of the cam ring 7 at maximum delivery volume corresponding end position spring loaded, as over the spring 27 symbolizes, with the direction of displacement of the spool 22 in the direction of the spring 27 stop limit is as over the stop pin 28 illustrated.
Das Volumenstromregelventil 2 weist eine Reihe von Anschlüssen auf, und zwar ausgehend vom Ringraum 26 einen Anschluss 29 zum Rücklauf 30 und ausgehend vom die Feder 27 aufnehmenden, über den zweiten Steuerkolben 24 abgegrenzten Federraum 31 einen Anschluss 32 zu einer Versorgungsleitung 33 für einen nur schematisch angedeuteten Verbraucher 34, der seinerseits ebenfalls an den Rücklauf 30 angeschlossen ist, mit dem ein Vorratsbehälter 35 in Verbindung steht.The flow control valve 2 has a number of connections, starting from the annulus 26 a connection 29 to the return 30 and starting from the spring 27 receiving, via the second control piston 24 delimited spring space 31 a connection 32 to a supply line 33 for a consumer indicated only schematically 34 , who in turn also to the return 30 is connected, with a reservoir 35 communicates.
Weiter sind seitens des Volumenstromregelventils 2 Anschlüsse 36 und 37 gegeben, von denen der Anschluss 36 vom ersten Steuerkolben 23 übersteuert ist und mit dem ersten Druckraum 8 in Verbindung steht, während der Anschluss 37 vom zweiten Steuerkolben 24 übersteuert ist und an den zweiten Druckraum 9 angeschlossen ist, und zwar ausmündend auf dessen zwischen der Federabstützung 18 und dem Kurvenring 7 liegenden Teilraum 19. Die Verbindung der Anschlüsse 36 und 37 zu den Druckräumen 8, 9 ist zumindest für den Anschluss 36 gedrosselt, symbolisiert durch die Drosselbohrung 38. Ist auch die dem Anschluss 37 zugeordnete Verbindung gedrosselt, so weist bevorzugt die Drosselbohrung 38 einen kleineren Querschnitt als die Drosselbohrung 39 auf. Weiter bestehen vom über den ersten Steuerkolben 23 anschlagseitig abgegrenzten Ringraum 40 und vom gegenüberliegenden Federraum 31 jeweils Anschlüsse 41 bzw. 42 zum druckseitigen Arbeitskammeranschluss 15, wobei in der Verbindung des Anschlusses 42 eine Drosselstelle 43 angeordnet ist, die im Rahmen der Erfindung auch als Stelldrossel ausgebildet sein kann.Next are on the part of the flow control valve 2 connections 36 and 37 given, of which the connection 36 from the first control piston 23 is overdriven and with the first pressure chamber 8th communicates while connecting 37 from the second control piston 24 is overdriven and to the second pressure chamber 9 is connected, and ausmündend on the between the spring support 18 and the curve ring 7 lying subspace 19 , The connection of the connections 36 and 37 to the pressure chambers 8th . 9 is at least for the connection 36 throttled, symbolized by the throttle bore 38 , Is also the connection 37 throttled associated connection, so preferably has the throttle bore 38 a smaller cross section than the throttle bore 39 on. Next consist of about the first control piston 23 on the side bounded annular space 40 and from the opposite spring space 31 each connections 41 respectively. 42 to the pressure-side working chamber connection 15 , being in the connection of the connection 42 a throttle point 43 is arranged, which may be formed in the context of the invention as a control choke.
Der Federraum 31 steht des Weiteren über einen Anschluss 44 mit dem Teilraum 20 des zweiten Druckraumes 9 in Verbindung, wobei auch in dieser Verbindung, wie durch die Bohrung angedeutet, eine Drosselstelle 45 vorgesehen sein kann.The spring chamber 31 also has a connection 44 with the subspace 20 the second pressure chamber 9 in connection, wherein also in this connection, as indicated by the bore, a throttle point 45 can be provided.
Ausgehend von einem solchen Grundaufbau der Flügelzellenpumpe 1 und einer Zuordnung des Volumenstromregelventils 2, die wie vorgeschildert für die Ausgestaltungen gemäß 1 und 2 zutrifft, und mit gewissen Abweichungen auch für das Ausführungsbeispiel gemäß 3, ist es Zielsetzung der vorliegenden Erfindung, insbesondere im Hinblick auf den Einsatz derartiger Flügelzellenpumpen in Lenksystemen von Kraftfahrzeugen, eine in der Regelgüte verbesserte Regelung für den Volumenstrom über der Drehzahl zu realisieren. Hierbei wird in einem unteren Drehzahlbereich nach Erreichen eines Abregelpunktes 46, wie in 4 veranschaulicht, zunächst drehzahlunabhängig ein im Wesentlichen konstanter Volumenstrom angestrebt (Abschnitt 47), und im Anschluss daran über einen Abschnitt 48 eine Absenkung des Volumenstromes V . über der Drehzahl n bis auf einen angestrebten unteren Wert (Abschnitt 49), von dem ausgehend der Volumenstrom wiederum, und zwar auf diesem abgesenkten Niveau, über der Drehzahl im Wesentlichen konstant bleiben soll. Bedingt sind diese Anforderungen bezogen auf Lenksysteme für Kraftfahrzeuge im Wesentlichen dadurch, dass – bei hohen Drehzahlen, und entsprechenden Fahrzeuggeschwindigkeiten – im Regelfall keine abrupten Lenkbewegungen anfallen, die entsprechend hohe Volumenströme erfordern, so dass die Förderleistung der Pumpe zurückgefahren werden kann.Starting from such a basic structure of the vane pump 1 and an assignment of the volume flow control valve 2 as prescribed for the embodiments according to 1 and 2 applies, and with certain deviations for the embodiment according to 3 , It is the object of the present invention, in particular with regard to the use of such vane pumps in steering systems of motor vehicles, to realize an improved control quality in the control of the volume flow over the speed. This is in a lower speed range after reaching a Abregelpunktes 46 , as in 4 illustrated, initially aimed at speed-independent, a substantially constant flow rate (section 47 ), and then over a section 48 a reduction in the volume flow V. above the speed n up to a target lower value (section 49 ), from which, on the basis of the volume flow, in turn, and at this lowered level, should remain essentially constant over the rotational speed. Due to these requirements are related to steering systems for motor vehicles essentially in that - at high speeds, and corresponding vehicle speeds - usually incurred no abrupt steering movements that require correspondingly high volume flows, so that the capacity of the pump can be reduced.
Über eine Verstellbarkeit der Drossel 43 kann zusätzlich, wie strichliert in 4 dargestellt, der jeweilige Abregelpunkt 46, und davon ausgehend der weitere Kurvenverlauf auch verschoben werden, so dass in Abhängigkeit von weiteren Parametern zusätzlich auf das Fördervolumen über der Drehzahl Einfluss genommen werden kann.About an adjustability of the throttle 43 In addition, as dashed in 4 represented, the respective Abregelpunkt 46 , And starting from this, the further course of the curve can also be shifted so that, depending on further parameters, it is additionally possible to influence the delivery volume above the rotational speed.
Im Ausführungsbeispiel gemäß 1 wird die Absenkung des Volumenstromes V . über der Drehzahl n dadurch erreicht, dass über einen Bypass eine zusätzliche Verbindung der Druckseite der Pumpe mit der zum Verbraucher 34 führenden Verbindung hergestellt ist, und zwar bei dem maximalen Fördervolumen entsprechender Stellung des Kurvenringes 7, so dass der Steuerschieber 22 gleichgerichtet überlagert zur Stellkraft der Feder 27 zusätzlich beaufschlagt ist. Die Bypass-Verbindung enthält einen, wie strichliert dargestellt, vom druckseitigen Arbeitskammeranschluss 15 ausgehenden Verbindungskanal 51 zu einer Überströmöffnung 50, die auf den Teilraum 20 des zweiten Druckraumes 9 ausmündet und über die Drosselstelle 45 (als Blende) und den Anschluss 42 auf den Federraum 31 ausmündet. Über die unterschiedliche Größe der Querschnitte der Überströmöffnung 50 und der Drosselstelle 45 lässt sich der drehzahlabhängige Einfluss auf die Kennlinie bestimmen, wobei dieser mit kleiner werdendem Querschnitt der Drosselstelle 45 sinkt.In the embodiment according to 1 is the reduction of the volume flow V. over the speed n achieved in that via a bypass an additional connection of the pressure side of the pump with the consumer 34 leading compound is made, namely at the maximum delivery volume corresponding position of the cam ring 7 , so the spool valve 22 rectified superimposed to the force of the spring 27 additionally acted upon. The bypass connection contains a, as shown in phantom, from the pressure-side working chamber connection 15 outgoing connection channel 51 to an overflow opening 50 pointing to the subspace 20 the second pressure chamber 9 flows out and over the throttle point 45 (as a panel) and the connection 42 on the spring chamber 31 opens. About the different size of the cross sections of the overflow 50 and the throttle point 45 the speed-dependent influence on the characteristic curve can be determined, whereby this becomes smaller with decreasing cross section of the throttle point 45 sinks.
Ergibt sich mit zunehmender Drehzahl n eine Verlagerung des Kurvenringes 7 in Richtung einer Verkleinerung des Fördervolumens, also bezogen auf 1 eine Verstellung nach rechts, so wird die als Trennwand wirkende Blattfeder weiter durchgebogen und überdeckt dabei zunehmend die Überströmöffnung 50, so dass der Bypass-Querschnitt verringert und gegebenenfalls auch abgesperrt wird. Damit verringert sich die zur Federkraft überlagerte druckabhängige Stellkraft, die bei abgesteuerter Überströmöffnung 50 auch völlig entfällt, mit dem Effekt einer Verlagerung des Steuerschiebers 22 im Sinne einer stärkeren Druckbeaufschlagung des ersten Druckraumes 8 und Verstellung des Kurvenringes 7 in Richtung einer Verkleinerung des Volumenstromes V .. In 4 sind entsprechende Verläufe der Volumenstromkurve über der Drehzahl durch die Abschnitte 48 und 49 veranschaulicht, wobei ersichtlich ist, dass die „Wirkung” der Federkraft klein im Vergleich zur „Wirkung” des Bypasses ist und die Wirkung der Federkraft über die Regelung weitgehend kompensiert wird.If, with increasing speed n, a displacement of the cam ring results 7 in the direction of a reduction of the delivery volume, ie based on 1 an adjustment to the right, so acting as a partition leaf spring is further deflected and thereby increasingly covers the overflow 50 so that the bypass cross-section is reduced and possibly also shut off. This reduces the pressure-dependent actuating force superimposed on the spring force, which is reduced when the overflow opening is switched off 50 completely eliminated, with the effect of a shift of the spool 22 in the sense of a stronger pressurization of the first pressure chamber 8th and adjustment of the cam ring 7 in the direction of a reduction of the volume flow V .. In 4 are corresponding curves of the volume flow curve over the speed through the sections 48 and 49 illustrating that the "effect" of the spring force is small compared to the "effect" of the bypass and the effect of the spring force on the control is largely compensated.
Zur Erläuterung der Wirkungsweise des Volumenstromregelventiles sei noch angemerkt, dass in der gezeigten Ausgangsstellung über den ersten Steuerkolben 23 der Ringraum 40 zunächst abgesperrt ist und der erste Druckraum 8 über den Anschluss 36 mit dem Anschluss 29 zum Rücklauf 30 in Verbindung steht. Gleichzeitig ist über den zweiten Steuerkolben 24 eine Überströmverbindung zwischen dem mit dem druckseitigen Arbeitskammeranschluss 15 verbundenen Anschluss 42 zur Federkammer 31 und dem Anschluss 37 zum Teilraum 19 des zweiten Druckraumes 9 freigegeben. Mit zunehmender Drehzahl n erhöht sich das Fördervolumen V . der Flügelzellenpumpe 1 bei gleichbleibender Stellung des Kurvenringes 7, und resultierend daraus ergibt sich ein Druckanstieg im Ringraum 40, der entsprechend der getroffenen Grundauslegung dazu führt, dass über den ersten Steuerkolben 23 bei Verlagerung des Steuerschiebers 22 in Richtung auf den Federraum 31 einerseits die Verbindung des Arbeitskammeranschlusses 15 zum ersten Druckraum 8 freigegeben wird, und andererseits über den zweiten Steuerkolben 29 die Verbindung des zweiten Druckraumes 9 zum druckseitigen Arbeitskammeranschluss 15 abgesteuert wird und eine Verbindung des zweiten Druckraumes 9 gegen den Rücklauf 30 freigegeben wird. Hierdurch ist zunächst der Abregelpunkt 46 festgelegt und im weiteren kann durch entsprechende graduelle Verlagerung des Steuerschiebers 22 über der Drehzahl n der Volumenstrom V . im Wesentlichen gleich gehalten werden (Abschnitt 48), da der Kurvenring 7, bezogen auf die Darstellung gemäß 1, nach rechts im Sinne einer Reduzierung des Fördervolumens verlagert wird. Dies führt zur bereits erläuterten weiteren Durchbiegung der im Ausführungsbeispiel die Federabstützung 18 bildenden Blattfeder und einer entsprechenden Absteuerung des Überströmquerschnittes 50 durch die Blattfeder, somit zu einer Reduzierung des überlagernd zur Feder 27 den Steuerschieber 22 beaufschlagenden Stelldruckes, und damit zu einer weiteren Verlagerung des Kurvenringes 7 in Richtung einer Verringerung des Volumenstromes, wie über den Abschnitt 48 in 4 veranschaulicht, bis nach Absteuerung der Überströmöffnung 50 ein entsprechend dem Abschnitt 49 im Wesentlichen konstanter Verlauf des Volumenstromes über der Drehzahl erreicht wird.To explain the operation of the flow control valve, it should be noted that in the initial position shown on the first control piston 23 the annulus 40 is first shut off and the first pressure chamber 8th over the connection 36 with the connection 29 to the return 30 communicates. At the same time is via the second control piston 24 an overflow connection between the pressure-side working chamber connection 15 connected connection 42 to the spring chamber 31 and the connection 37 to the subspace 19 the second pressure chamber 9 Approved. With increasing speed n, the delivery volume V increases. the vane pump 1 at the same position of the cam ring 7 , and as a result, there is an increase in pressure in the annulus 40 , which, according to the basic design, leads to the fact that via the first control piston 23 with displacement of the spool 22 towards the spring chamber 31 on the one hand the connection of the working chamber connection 15 to the first pressure room 8th is released, and on the other hand over the second control piston 29 the connection of the second pressure chamber 9 to the pressure-side working chamber connection 15 is disconnected and a connection of the second pressure chamber 9 against the return 30 is released. This is initially the Abregelpunkt 46 determined and further may by appropriate gradual displacement of the spool 22 above the speed n, the volume flow V. be kept substantially the same (section 48 ), because the cam ring 7 , based on the representation according to 1 , is shifted to the right in the sense of reducing the volume of funding. This leads to the already explained further deflection of the spring support in the exemplary embodiment 18 forming leaf spring and a corresponding Absteuerung the Überströmquerschnittes 50 by the leaf spring, thus reducing the overlying to the spring 27 the spool 22 acting signal pressure, and thus to a further displacement of the cam ring 7 in the direction of a reduction of the volume flow, as over the section 48 in 4 illustrated until after Absteuerung the overflow 50 one according to the section 49 essentially constant course of the volume flow over the speed is achieved.
Bei zu 1 gleichem Grundaufbau zeigt 2 eine Ausgestaltungsform, die hinsichtlich der Einflussnahme durch die über den Bypass erfolgende zusätzliche Druckbeaufschlagung in der Verbindung zum Verbraucher, und damit auch des Federraumes 31 zusätzliche Beeinflussungsmöglichkeiten bietet, wobei anknüpfend auf die Erläuterungen zu 1 nur auf die entsprechenden Details abgehoben ist.In to 1 same basic structure shows 2 an embodiment, with regard to the influence of the taking place via the bypass additional pressurization in the connection to the consumer, and thus the spring chamber 31 additional influencing possibilities, referring to the explanations to 1 only to the appropriate details is lifted.
Als Federabstützung 18 ist auch hier wiederum ein Biegebalken in Form einer Blattfeder vorgesehen, die als Trennwand zwei Teilräume 19, 20 des zweiten Druckraumes 9 gegeneinander abgrenzt und die als über ihrem Federweg zwei Überströmöffnungen 52, 53 überdeckendes Steuerglied 54 ausgebildet ist, welches eine Kanalverbindung 55 zwischen den zu den Überströmöffnungen 52, 53 in Überdeckung liegenden Anschlussquerschnitten aufweist. Die Überströmöffnung 52 steht mit dem druckseitigen Arbeitskammeranschluss 15 über einen Verbindungskanal 56 in Verbindung, und die Überströmöffnung 53 liegt in der Verbindung zum Anschluss 42 auf den Federraum 31. Die Überströmöffnungen 52 und 53 können zu den Anschlussquerschnitten der Kanalverbindung 55 so angeordnet sein, dass sich in Abhängigkeit von der Durchbiegung des die Federabstützung 18 bildenden, blattfederartigen Wandelementes unterschiedliche Überdeckungsverhältnisse zum in die Federabstützung 18 integrierten, die Kanalverbindung 55 umfassenden Steuerglied 54 realisieren lassen. Im Hinblick auf einen in beiden Teilräumen 19 und 20 im Wesentlichen gleichen Druckaufbau ist die blattfederartige Federabstützung 18 mit einer oder mehreren Durchtrittsöffnungen 57 versehen. Anstelle entsprechend großer Durchtrittsöffnungen 57 kann eine ausgesparte Ausgestaltung der Blattfeder vorgesehen sein. Werden eine oder mehrere Durchtrittsöffnungen im Hinblick auf angestrebte Drosseleffekte mit entsprechend kleinem Querschnitt ausgebildet, so bietet der damit erreichbare unterschiedliche Druckaufbau in den Teilräumen 19, 20 zusätzliche Möglichkeiten zur Beeinflussung des Regelverhaltens und der Regelgüte.As spring support 18 Again, a bending beam is provided in the form of a leaf spring, which as a partition wall two subspaces 19 . 20 the second pressure chamber 9 delimited against each other and as over their spring travel two overflow 52 . 53 overlapping control member 54 is formed, which is a channel connection 55 between the to the overflow openings 52 . 53 having overlapping connection cross-sections. The overflow opening 52 stands with the pressure-side working chamber connection 15 via a connection channel 56 in connection, and the overflow opening 53 is in the connection to the connection 42 on the spring chamber 31 , The overflow openings 52 and 53 can to the connection cross sections of the channel connection 55 be arranged so that, depending on the deflection of the spring support 18 forming, leaf spring-like wall element different coverage ratios to the spring support 18 integrated, the channel connection 55 comprehensive control element 54 let realize. With regard to one in both subspaces 19 and 20 substantially the same pressure build-up is the leaf spring-like spring support 18 with one or more passage openings 57 Mistake. Instead of correspondingly large passages 57 may be provided a recessed configuration of the leaf spring. If one or more openings are formed with a view to desired throttling effects with a correspondingly small cross-section, the resulting different pressure build-up in the sub-areas thus offers 19 . 20 additional possibilities for influencing the control behavior and the control quality.
Während bei den Ausführungsformen gemäß 1 und 2 über die Bypassschaltung zwischen der Druckseite der Pumpe 1, symbolisiert durch den druckseitigen Arbeitskammeranschluss 15, und dem zwischen der Druckseite der Pumpe 1 und dem Verbraucher 34 liegenden, als Federraum 31 genutzten und über den zweiten Steuerkolben 24 des Steuerschiebers 22 volumenveränderlichen Raum die angestrebte Absenkung des Volumenstromes V . der Drehzahl n bei höheren Drehzahlen realisiert ist, wird bei der Ausgestaltung gemäß 3 ein direkterer Weg gewählt, nämlich die Öffnung eines Abströmweges vom zweiten Druckraum 9 auf den Rücklauf 30 in Abhängigkeit von der Verstellung des Kurvenringes 7. Das die Federabstützung 18 bildende Element liegt hierzu in der der Ausgangslage des Kurvenringes 7 bei maximalem Fördervolumen entsprechenden Position in Überdeckung zu einer Überströmöffnung 58, die mit dem Rücklauf 30 verbunden ist und die bei Verlagerung des Kurvenringes 7 in der der Verringerung des Fördervolumens entsprechenden Richtung und entsprechender Verlagerung der Federabstützung 18 zunehmend freigegeben wird, so dass sich eine Druckabsenkung im zweiten Druckraum 9 ergibt. Diese wiederum hat eine Verstellung des Kurvenringes 7 in Richtung einer Verringerung des Fördervolumens zur Folge, wie in 4 durch den Abschnitt 48 veranschaulicht, an den nach Erreichen des konstruktiv jeweils vorgegebenen maximalen Öffnungsquerschnittes der Überströmöffnung 58 der Abschnitt 49 anschließt, in dem unter Berücksichtigung der durch die gedrosselte Kurzschlussverbindung zum Rücklauf 30 über das Volumenstromregelventil 2 der Volumenstrom über der Drehzahl auf niedrigerem Niveau eingeregelt wird.While in the embodiments according to 1 and 2 via the bypass circuit between the pressure side of the pump 1 , symbolized by the pressure-side working chamber connection 15 , and between the pressure side of the pump 1 and the consumer 34 lying, as a spring chamber 31 used and via the second control piston 24 of the spool 22 volume-variable space the desired reduction of the volume flow V. The speed n is realized at higher speeds, is in the embodiment according to 3 a more direct way chosen, namely the opening of a Abströmweges from the second pressure chamber 9 on the return 30 depending on the adjustment of the cam ring 7 , The spring support 18 forming element is this in the initial position of the cam ring 7 at maximum delivery volume corresponding position in coverage to an overflow 58 that with the return 30 is connected and when relocating the cam ring 7 in the direction corresponding to the reduction of the delivery volume and corresponding displacement of the spring support 18 is increasingly released, so that a pressure drop in the second pressure chamber 9 results. This in turn has an adjustment of the cam ring 7 in the direction of a reduction of the production volume, as in 4 through the section 48 illustrated, after reaching the constructively predetermined maximum opening cross section of the overflow 58 the section 49 followed, taking into account by the throttled short-circuit connection to the return 30 via the volume flow control valve 2 the volume flow over the speed is adjusted at a lower level.
Der Querschnitt der Überströmöffnung 58 ist, wie in der Zeichnung schematisiert angedeutet, bevorzugt so gestaltet, dass er sich mit zunehmender Durchbiegung der Federabstützung 18 progressiv erweitert, beispielsweise durch eine im Querschnitt dreiecksförmige Gestaltung der Überströmöffnung 58. Auch bei einer Ausgestaltung gemäß 3 lässt sich eine über ein Steuerglied 54 gemäß 2 realisierte Lösung mit Vorteil einsetzen. Ferner ist auch bei dieser Lösung ein unterschiedlicher Druckaufbau in den Teilräumen 19 und 20 des Druckraumes 9 zur zusätzlichen Veränderung der Regelcharakteristik zu nutzen.The cross section of the overflow opening 58 is, as indicated schematically in the drawing, preferably designed so that it with increasing deflection of the spring support 18 progressively extended, for example, by a cross-sectionally triangular design of the overflow 58 , Also in an embodiment according to 3 can be a via a control element 54 according to 2 implement realized solution with advantage. Furthermore, even with this solution, a different pressure build-up in the subspaces 19 and 20 the pressure chamber 9 to use for additional change of the control characteristic.
Erläutert ist die Erfindung vorstehend in Verbindung mit einer Pumpengestaltung, bei der der Kurvenring 7 auf seine Stellung maximalen Fördervolumens über den Biegebalken als Federelement 18 belastet ist. Im Rahmen der Erfindung liegen auch Ausgestaltungen von Flügelzellenpumpen, bei denen der Kurvenring beidseitig federbeaufschlagt ist. Dies gegebenenfalls unter Ausbildung der beidseitigen Federabstützungen als Biegebalken, die dann erfindungsgemäß, wie anhand der 1 bis 3 erläutert, auch als Steuerelemente eingesetzt werden können.The invention is explained above in connection with a pump design in which the cam ring 7 on its position maximum delivery volume on the bending beam as a spring element 18 is charged. In the context of the invention are also embodiments of vane pumps, in which the cam ring is spring-loaded on both sides. This optionally with the formation of the two-sided spring supports as a bending beam, which then according to the invention, as shown in the 1 to 3 can also be used as controls.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
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11
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FlügelzellenpumpeVane pump
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22
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VolumenstromregelventilFlow control valve
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33
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Gehäusecasing
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44
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Rotorrotor
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55
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Drehachseaxis of rotation
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66
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Wellewave
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77
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Kurvenringcam ring
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8, 98, 9
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Druckräumepressure chambers
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1010
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Dichtgrenzesealing border
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1111
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Verstellebeneadjusting plane
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1212
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Führungsschlitzeguide slots
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1313
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Rotorflügelrotor blades
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1414
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Arbeitskammernworking chambers
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15, 1615, 16
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ArbeitskammeranschlüsseChamber Connections
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1717
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Drehrichtungdirection of rotation
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1818
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Federabstützungspring support
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19, 2019, 20
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Teilräumesubspaces
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2121
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Gehäusecasing
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2222
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Steuerschieberspool
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23, 2423, 24
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Steuerkolbenspool
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2525
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Zwischengliedintermediary
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2626
-
Ringraumannulus
-
2727
-
Federfeather
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2828
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Anschlagzapfenstop pin
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2929
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Anschlussconnection
-
3030
-
Rücklaufreturns
-
3131
-
Federkammerspring chamber
-
3232
-
Anschlussconnection
-
3333
-
Versorgungsleitungsupply line
-
3434
-
Verbraucherconsumer
-
3535
-
Vorratsbehälterreservoir
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36, 3736, 37
-
Anschlüsseconnections
-
3838
-
Drosselbohrungthrottle bore
-
3939
-
Drosselbohrungthrottle bore
-
4040
-
Ringraumannulus
-
41, 4241, 42
-
Anschlüsseconnections
-
4343
-
Drosselstellerestriction
-
4444
-
Anschlussconnection
-
4545
-
Drosselstellerestriction
-
4646
-
Abregelpunktlimiting point
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47, 48, 4947, 48, 49
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Abschnittesections
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5050
-
Überströmöffnungoverflow
-
5151
-
Verbindungskanalconnecting channel
-
52, 5352, 53
-
Überströmöffnungenoverflow
-
5454
-
Steuergliedcontrol member
-
5555
-
Kanalverbindungchannel connection
-
5656
-
Verbindungskanalconnecting channel
-
5757
-
DurchtrittsöffnungThrough opening
-
5858
-
Überströmöffnungoverflow
