DE19525866A1 - Flügelzellenpumpe mit einem Stromregelventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Flügelzellenpumpe mit ei­ nem Pumpenpaket, das aus einem auf einer Antriebswelle fe­ sten Rotor mit Schlitzen besteht, in welchem in einem Kur­ venring radial bewegliche Arbeitsschieber abdichten. Zwi­ schen dem Kurvenring, dem Rotor und den Arbeitsschiebern sind Arbeitskammern gebildet, die durch Steuerplatten in axialer Richtung begrenzt sind. Weiterhin ist in einem Pum­ pengehäuse ein einerseits vom Förderdruck und andererseits vom Auslaßdruck plus einer Federkraft beaufschlagtes Strom­ regelventil eingebaut, das eine Verbindung von einer Druck­ kammer zu im Winkel zueinander angeordneten Abspritzkanälen herstellen kann. Eine derartige Flügelzellenpumpe ist bei­ spielsweise aus der US-PS 5 112 199 bekannt. Diese Pumpe hat ein Stromregelventil, das mit einem Kolbenschieber ar­ beitet. Bei der Rückleitung des Abregelstromes über zwei Abspritzkanäle, die als Bohrungen in die Schieberbohrung einmünden, kann es zu ungleicher Befüllung der Saugräume kommen. Durch eine ungleiche Position der Abspritzkanäle, die auf unvermeidliche Bearbeitungstoleranzen zurückzufüh­ ren sind, teilt sich das unter hohem Druck stehende Öl nicht gleichmäßig auf beide Abspritzkanäle auf. Die Posi­ tion der Einmündungen der beiden Abspritzkanäle in der Kol­ benbohrung des Stromregelventils muß daher sehr genau sein.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, das Stromregelventil der Pumpe im Übergangsbereich von der Kol­ benbohrung in die Abspritzkanäle so zu verbessern, daß eine absolut gleichmäßige Befüllung der Saugräume gesichert ist.

Diese Aufgabe ist durch die im Anspruch 1 gekennzeich­ nete Flügelzellenpumpe dadurch gelöst, daß das Stromregel­ ventil als Sitzventil ausgebildet ist, das in seiner Aus­ gangsstellung zur Abdichtung an der Steuerplatte anliegt und daß die Abspritzkanäle bis zur Steuerplatte verlängert sind. Das Stromregelventil bleibt somit im Proportionalbe­ reich zunächst geschlossen, während es im Abregelbereich sofort öffnet. In einer Abregelstellung leitet der Stromre­ gelkolben, je nach Stellung, einen mehr oder weniger großen Förderstrom zur Saugseite ab. Durch die Anordnung der Ab­ spritzkanäle ergibt sich eine gleichmäßige Aufteilung des Abregelstromes und die Kavitation und das Pumpengeräusch verringern sich. Außerdem entfällt das zweimalige Bohren der Abspritzkanäle und die damit verbundene problematische Forderung an die Maßhaltigkeit. Die Abspritzkanäle lassen sich ohne besondere Schwierigkeiten in das Gehäuse eingie­ ßen. Durch das Sitzventil bleiben die Leckverluste im Pro­ portionalbereich gering und der Tothub des Stromregelkol­ bens verringert sich. Die Verringerung des Tothubes ergibt ein verbessertes Kaltstartverhalten. Dadurch, daß die Ab­ spritzkanäle an ihrer Einmündung in die Kolbenbohrung nach oben verlängert sind, wird Bauraum gewonnen und man kann die Feder länger ausführen, so daß eine Reduzierung der Federrate möglich ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Abspritzkanäle einen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Während eine kreisrunde Bohrung durch Vergrößerung sich gleichzeitig ungünstig in zwei Di­ mensionen ändert, läßt sich der rechteckige Querschnitt nur in der Tiefe erweitern. Die Abspritzkanäle können so leich­ ter auf die Abregelmenge abgestimmt werden. In der Be­ schreibung und in den Ansprüchen ist nur eine Kombinations­ möglichkeit in bezug auf die Ausgestaltung und die Anwen­ dung ausführlich dargestellt. Dem Leser wird empfohlen, jede Aussage auch einzeln zu betrachten und ihre Brauchbar­ keit in anderen Zusammenhängen und Kombinationen zu über­ prüfen, dies insbesondere im Zusammenhang mit dem angeführ­ ten Stand der Technik. Naheliegende Möglichkeiten ergeben sich für den Fachmann, wenn er die geschilderten Maßnahmen wegen der damit verbundenen Vorteile benutzt.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemä­ ße Flügelzellenpumpe;

Fig. 2 eine Draufsicht in verkleinertem Maßstab nach der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 einen Teil-Schnitt durch das Stromregelven­ til nach der Linie III-III in Schließstel­ lung;

Fig. 4 einen Teil-Schnitt entsprechend Fig. 3 in einer Abregelstellung und

Fig. 5 die mit der Pumpe erzielbare Förderstrom- Kennlinie.

Die Flügelzellenpumpe dient zum Fördern von Drucköl aus einem nicht dargestellten Behälter zu einem nicht dar­ gestellten Verbraucher, beispielsweise einer Hilfskraftlen­ kung.

In Fig. 1 ist in einem ölgefüllten Druckraum 1 eines Gehäuses 2 ein Rotorensatz 3 eingesetzt. Der Rotorensatz 3 besteht aus einem Kurvenring 4 und einem Rotor 5. Der Ro­ tor 5 ist im Inneren des Kurvenringes 4 angeordnet und weist radial gerichtete Schlitze auf, in denen Flügel 6 verschiebbar sind. Zwischen dem Kurvenring 4, dem Rotor 5 und den Flügeln 6 sind Arbeitskammern gebildet, die von Steuerflächen benachbarter Steuerplatten 7 und 8 in axialer Richtung begrenzt sind. Die Pumpe entspricht einer doppel­ hubigen Ausführung.

Das Gehäuse 2 ist aus einem Lagergehäuse 10 und einem topfförmigen Gehäusedeckel 11 zusammengesetzt. Der Rotor 5 sitzt drehfest auf einer Antriebswelle 12, die sich in dem Lagergehäuse 10 abstützt. Die Lagerstelle in dem Lagerge­ häuse 10 ist die einzige Lagerung der Antriebswelle 12. Dies bedeutet, daß die Antriebswelle 12 in dem Gehäusedeckel 11 in radialer Richtung nicht gelagert ist. Die An­ triebswelle 12 stützt sich vielmehr in einem Gehäuse­ deckel 11 in axialer Richtung ab.

Neben einem nicht sichtbaren Sauganschluß für den An­ schluß des Behälters sowie einem gleichfalls nicht sicht­ baren Druckanschluß für den Verbraucher ist in dem Lagerge­ häuse 10 ein Stromregelventil 13 für die Regelung des zu dem Druckanschluß geführten Drucköls vorgesehen. Das Strom­ regelventil 13 ist nach der Erfindung als Sitzventil ausge­ führt, welches mit seiner Stirnseite eine Bohrung 14 in der Steuerplatte 7 verschließt. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, schließen an eine Kolbenbohrung 15 zwei im Querschnitt rechteckförmige Abspritzkanäle 16 und 16A an, die bis zum Rand 15A der Kolbenbohrung 15 verlaufen (Fig. 4). Die Ab­ spritzkanäle 16, 16A münden in zwei Saugzonen 24 und 24A zwischen den Arbeitskammern der doppelhubigen Pumpe. Die Abspritzkanäle 16, 16A sind über Verbindungskanäle 20, 20A mit einem Saugkanal 21 verbunden, über den das Behälteröl zuströmt. Das Stromregelventil 13 hat einen Kolben 17, der gegen die Kraft einer Feder 18 verschiebbar ist. Hinter dem Kolben 17 mündet eine Bohrung 22 in die Kolbenbohrung 15, die einen Auslaßkanal 19 mit der Rückseite des Stromregel­ ventils 13 verbindet.

Die Kennlinie nach Fig. 5 zeigt den Förderstrom in Abhängigkeit von der Drehzahl. In einem unteren Proportio­ nalbereich P steigt der Förderstrom stetig an, um nach dem sogenannten Abregelpunkt bei ca. 1 000 U/min in einen waa­ gerechten Bereich A überzugehen. Der überschüssige Förder­ strom U fließt zur Saugseite ab.

Das Stromregelventil 13 arbeitet wie folgt:
Mit steigender Drehzahl nimmt der Differenzdruck wegen ei­ ner Drossel 23 zwischen dem Druckraum 1 und dem Auslaß 19 zu, dessen Kraft auf die Stirnseite des Kolbens 17 des Stromregelventils 13 wirkt. Dabei ist der Kolben 17 zu­ nächst noch durch die Feder 18 geschlossen. Beim Erreichen des Abregelpunktes hebt der Kolben 17 von seinem Sitz ab und läßt ein Stromteil (Fig. 4) zu den Saugzonen 24 und 24A abfließen. Das Stromregelventil befindet sich in seinem Abregelbereich. Der Kolben 17 wirkt als Druckwaage und ver­ schiebt sich gegen die Kraft der Feder 18 und gegen die Kraft des hinter dem Kolben 17 herrschenden Auslaßdruckes in Fig. 1 nach links. Bei weiter steigender Drehzahl öffnet der Kolben 17 einen größeren Querschnitt des rechteckigen Abspritzquerschnitts, so daß den Saugzonen 24 und 24A ein größerer Stromteil zufließt (Fig. 4). Der unter hohem Druck über die Abspritzkanäle 16, 16A abgespritzte Ölstrahl reißt aus den Verbindungskanälen 20, 20A zusätzliches Öl aus dem Saugkanal 21 bzw. dem Tank mit, was eine gute Aufladung der Pumpe begünstigt.

Bezugszeichenliste

1 Druckraum
2 Gehäuse
3 Rotorensatz
4 Kurvenring
5 Rotor
6 Flügel
7 Steuerplatte
8 Steuerplatte
9 -
10 Lagergehäuse
11 Gehäusedeckel
12 Antriebswelle
13 Stromregelventil
14 Bohrung in 7
15 Kolbenbohrung
15A Rand
16, 16A Abspritzkanäle
17 Kolben von 13
18 Feder
19 Auslaßkanal
20, 20A Verbindungskanäle
21 Saugkanal
22 Bohrung in 15
23 Drossel
24, 24A Saugzone
A Abregelbereich
P Proportionalbereich
U überschüssiger Stromanteil

Claims (2)

1. Flügelzellenpumpe mit folgenden Merkmalen:

• - in einem Gehäuse ist ein Pumpenpaket (3), bestehend aus einem auf einer Antriebswelle (12) festen Rotor (5) mit Schlitzen und darin radial beweglichen Arbeitsschiebern (6), geführt, die gegen einen Kurven­ ring (4) abdichten;
• - zwischen dem Kurvenring (4), dem Rotor (5) und den Ar­ beitsschiebern (6) sind Arbeitskammern gebildet, die durch Steuerplatten (7, 8) in axialer Richtung be­ grenzt sind;
• - im Gehäuse (10) ist ein einerseits vom Förderdruck und andererseits vom Auslaßdruck plus einer Federkraft beaufschlagtes Stromregelventil (13) eingebaut, das eine Verbindung von einer Druckkammer (1) zu im Winkel zueinander angeordneten Abspritzkanälen (16, 16A) her­ stellen kann;
• - die Abspritzkanäle (16, 16A) stehen mit zu den Förder­ kammern führenden Saugzonen (24, 24A) in Verbindung, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
• - das Stromregelventil (13) ist als Sitzventil ausgebil­ det und liegt in seiner Ausgangsstellung zur Abdich­ tung an der Steuerplatte (7) an und
• - die Abspritzkanäle (16, 16A) sind bis zum Rand (15A) der Kolbenbohrung (15) verlängert.

2. Flügelzellenpumpe mit einem Stromregelventil, da­ durch gekennzeichnet, daß die Abspritzka­ näle (16, 16A) einen rechteckigen Querschnitt haben, so daß sie im Gießverfahren herstellbar sind.