DE19531701C1 - Pumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpe, insbesondere Flügelzellenpumpe, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1. Pumpen, insbesondere Rollenzellen- und Flügel­ zellenpumpen der hier angesprochenen Art sind bekannt.

Beispielsweise zeigt die DE 28 35 816 A1 eine Pumpe mit einem Rotor, in dessen Umfangswan­ dung Flügel aufnehmende Schlitze eingebracht sind. Der Rotor dreht sich innerhalb eines Konturrings, der mindestens einen, hier zwei sichelförmige För­ derräume bildet, die von den Flügeln durchlaufen werden. Bei einer Drehung des Rotors ergeben sich größer und kleiner werdende Räume, damit Saug- und Druckbereiche. Bei einem Konturring mit zwei För­ derräumen ergeben sich zwei getrennte Pumpenab­ schnitte mit je einem Saug- und einem Druckbereich.

Wird eine Flügelzellenpumpe betriebswarm stillge­ setzt, gleiten die obenliegenden Flügel aufgrund ihrer Schwerkraft in die in den Rotor eingebrachten Schlitze zurück. Damit entfällt die zwischen Saug- und Druckbereich sonst durch die Flügel gegebene Trennung, es ent­ steht quasi ein Kurzschluß in diesem Pumpenab­ schnitt. Auf der gegenüberliegenden Seite gleiten die Flügel der Schwerkraft folgend aus ihren Schlitzen heraus. In diesem Pumpenabschnitt werden der Saug- und der Druckbereich durch die ausgefahrenen Flügel getrennt.

Erkaltet nun das von der Flügelzellenpumpe geför­ derte Fluid, beispielsweise Hydrauliköl, erhöht sich dessen Viskosität, so daß die Beweglichkeit der Flügel nachläßt. Wird die Pumpe nun in Betrieb genommen, stellt sich bei einem Kaltstart aufgrund des Kurzschlusses in einem Pumpenabschnitt allen­ falls eine stark reduzierte Förderleistung ein.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Pumpe zu schaffen, die diese Kaltstarteigenschaften nicht beziehungsweise nicht so ausgeprägt aufweist.

Diese Aufgabe wird mit Hilfe einer Pumpe, insbeson­ dere Flügelzellenpumpe gelöst, die die in Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist. Dadurch, daß ein Dichtelement insbesondere die Verbindung der beiden Druckbereiche untereinander, hier auch den Fluidpfad von der Druck­ seite der Pumpe zu einem Verbraucher unterbricht, wird das während des Starts der Pumpe geförderte Hydrauliköl ausschließlich für die Unterflügelpumpe genutzt, also ausschließlich dafür, die Flügel (bei einer Rollenzellenpumpe die Rollen) in ihre Funkti­ onsstellung nach außen zu drängen.

Bevorzugt wird eine Ausführungsform einer Flügel­ zellenpumpe, bei der zunächst eine Fluidverbindung zu einem der Förderöffnung voreilenden Unterflügel­ bereich hergestellt wird. Damit wird der Unterflü­ gelbereich der Flügel mit einem Druck beaufschlagt, die gerade den Saugbereich durchfahren. Es wird hier also gerade der Pumpenabschnitt in seiner Funktion gefördert, der im Kaltstart sonst kein Hydrauliköl fördert.

Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den übri­ gen Unteransprüchen. Die Erfindung wird im folgen­ den anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zei­ gen:

Fig. 1 eine Prinzipskizze eines ersten Ausfüh­ rungsbeispiels einer Flügelzellenpumpe;

Fig. 2 eine Draufsicht einer ersten Ausführungs­ form einer der Kaltstartplatte zugewand­ ten Oberfläche einer Druckplatte;

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform einer der Kaltstartplatte zugewandten Oberfläche einer Druckplatte;

Fig. 4 eine Prinzipskizze zur Darstellung der Fluidführung zwischen einer Druck- und einer Kaltstartplatte;

Fig. 5 eine Prinzipskizze eines zweiten Ausfüh­ rungsbeispiels einer Flügelzellenpumpe;

Fig. 6 eine Prinzipskizze eines dritten Ausfüh­ rungsbeispiels einer Flügelzellenpumpe;

Fig. 7 eine Prinzipskizze einer einhubigen Pumpe;

Fig. 8 eine Prinzipskizze eines Querschnitts ei­ ner in Fig. 7 gezeigten einhubigen Pumpe;

Fig. 9 eine Prinzipskizze eines weiteren Ausfüh­ rungsbeispiels einer einhubigen Pumpe.

Die im folgenden beschriebene Erfindung betrifft sowohl Flügelzellenpumpen als auch Rollenzellenpum­ pen. Die folgende Beschreibung geht rein beispiel­ haft von Flügelzellenpumpen aus.

In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer als Flügelzellenpumpe 1 ausgebildeten Pumpe stark schematisiert im Längs­ schnitt wiedergegeben. Sie weist ein Grundgehäuse 3 auf, das von einer Antriebswelle 5 durchdrungen wird, die in einen Rotor 7 eingreift. Der Rotor 7 ist auf seiner Umfangsfläche mit radial verlaufen­ den Schlitzen versehen, in denen Flügel beweglich angeordnet sind. Der Rotor 7 wird von einem Kontur­ ring 9 umgeben, dessen Innenfläche so ausgebildet ist, daß mindestens ein, vorzugsweise zwei sichel­ förmige Förderräume ausgebildet werden. Diese wer­ den von den Flügeln durchlaufen, wobei zwei Pumpen­ abschnitte mit je einem Saug- und einem Druckbe­ reich realisiert werden.

Der Rotor 7 und der Konturring 9 liegen dichtend an einer Dichtfläche des Grundgehäuses 3 an. Auf der anderen Seite dieser beiden Teile ist eine Druck­ platte 11 vorgesehen, durch die das von der Flügel­ zellenpumpe 1 geförderte Fluid von der Druckseite der Pumpe in einen Druckraum 13 geleitet wird, der Teil eines von der Druckseite zu einem Verbraucher führenden Fluidpfades ist. Die Druckplatte 11 ist dazu mit Druckkanälen 15 durchzogen, die sich ei­ nerseits zum Druckbereich der Pumpenabschnitte und andererseits zum Druckraum 13 öffnen.

Die in den Druckraum 13 mündenden Förderöffnungen der Druckkanäle 15 werden von einem hier als Kalt­ startplatte 17 bezeichneten und ausgebildeten Dichtelement verschlossen, die durch eine Anpreßfe­ der 19 mit einer Vorspannkraft an die Druckplatte 11 gedrückt wird.

Aus dem Druckraum 13 gelangt das von der Flügelzel­ lenpumpe 1 geförderte Fluid, vorzugsweise Öl, zu einem Verbraucher, bei­ spielsweise einer Lenkhelfeinrichtung oder zu einem Getriebe.

Fig. 2 zeigt stark vergrößert eine Oberfläche 33 der Druckplatte 11, die der in Fig. 2 nicht darge­ stellten Kaltstartplatte 17 zugewandt ist. Es sind hier zwei Förderöffnungen 21 und 23 erkenn­ bar, die zu den Druckbereichen der Pumpenabschnitte führen. Zu dem der Förderöffnung 21 zugeordneten Druckbereich gehört ein hier angedeuteter Saugbe­ reich 25 des ersten Pumpenabschnitts. Entsprechend ist dem der Förderöffnung 23 zugehörige Druckbe­ reich der Saugbereich 27 des zweiten Pumpenab­ schnitts zugeordnet.

Die Druckplatte 11 ist hier mit im wesentlichen senkrecht zur Bildebene verlaufende Zufuhrkanälen versehen, durch die das unter Druck stehende Fluid beziehungsweise Hydrauliköl zu den Unterflügelbe­ reichen der Pumpenabschnitte gelangt. Es ist hier eine erste Zufuhröffnung 29 erkennbar, in der der Zufuhrkanal des ersten Unterflügelabschnitts mün­ det, außerdem eine zweite Zufuhröffnung 31, in der sich der dem zweiten Unterflügelbereich zugeordnete Zufuhrkanal in der Druckplattenoberfläche 33 öff­ net.

Fig. 2 läßt erkennen, daß in die Druckplattenober­ fläche 33 als Fluidverbindungen dienende Nuten 35 und 37 eingebracht sind. Die erste Nut 35 verläuft von der Förderöffnung 21 zur Zufuhröffnung 31, die zweite Nut 37 erstreckt sich von der Förderöffnung 23 zur Zufuhröffnung 29. Die Förderöffnungen eines Pumpenabschnitts versorgen also jeweils den Unter­ flügelbereich des anderen, voreilenden Pumpenab­ schnitts.

Durch eine gestrichelte Diagonale 39 ist die ge­ dachte Trennlinie zwischen den beiden Pumpenab­ schnitten angedeutet.

Fig. 3 zeigt wiederum die Druckplattenoberfläche 33 einer Druckplatte 11. Teile, die mit denen in Fig. 2 übereinstimmen, sind mit gleichen Bezugs­ ziffern versehen, so daß auf deren Beschreibung hier verzichtet werden kann.

In die Druckplattenoberfläche 33 sind auch hier als Nuten ausgebildete Fluidverbindungen eingebracht, doch weicht deren Verlauf gegenüber dem anhand von Fig. 2 erläuterten insofern ab, als die Förderöff­ nung 21 keine Verbindung zu irgendwelchen Nuten aufweist. Dagegen sind an der Förderöffnung 23 zwei Nuten 37a und 37b vorgesehen, die zu den Zufuhröff­ nungen 29 und 31 führen. Beide Unterflügelbereiche werden also von der Förderöffnung eines Pumpenab­ schnitts mit Hydrauliköl versorgt.

Anhand der Prinzipskizze gemäß Fig. 4 werden die Strömungsverhältnisse erläutert, die sich bei dem Aufbringen einer Kaltstartplatte auf eine Druck­ platte ergeben.

Bei der in Fig. 4 gewählten Darstellung ist die Kaltstartplatte abgenommen, um die Konturen auf der Druckplattenoberfläche 33 besser erkennbar werden zu lassen. In Fig. 4 ist der Auflagebereich bezie­ hungsweise Berührungsbereich 41 zwischen Druck­ platte 11 und Kaltstartplatte 17 gestrichelt einge­ zeichnet. Es ist ersichtlich, daß der Berührungsbe­ reich zwischen den beiden Platten wesentlich klei­ ner ist als deren Oberfläche beziehungsweise Gesamtquerschnitt. Die äußere Kontur 43 der Kaltstartplatte 17 ist ebenfalls in Fig. 4 angedeutet.

Auch in Fig. 4 ist erkennbar, daß die Druckplat­ tenoberfläche 33 Förderöffnungen 21 und 23 sowie Zufuhröffnungen 29 und 31 aufweist. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel der Druckplatte 11 erstreckt sich eine als Kanal 37c ausgebildete Fluidverbindung von der Förderöffnung 23 zur Zu­ fuhröffnung 29. Die beiden Zufuhröffnungen 29 und 31 sind durch eine Ringnut 45 miteinander verbun­ den, die mit dem Kanal 37c in Fluidverbindung steht. Die Ringnut 45 ist also über den als Nut ausgebildeten Kanal 37c ebenfalls mit der Förderöffnung 23 verbunden.

Bei der hier dargestellten Ausführungsform der Druckplatte 11 ist der zwischen Förderöffnung 23 und Zufuhröffnung 29 verlaufende Kanal 37c tiefer ausgebildet als die Ringnut 45. Es ist im übrigen möglich, den Kanal 37c auch spiegelbildlich auszu­ bilden und nicht zur Zufuhröffnung 29 sondern zur Zufuhröffnung 31 verlaufen zu lassen.

Der Berührungsbereich 41 ist so gelegt, daß die Druckbereiche der Pumpenabschnitte, die über die Förderöffnungen 21 und 23 in der Druckplattenober­ fläche 33 münden, nach außen abgedeckt sind. Die Kaltstarteigenschaften der Pumpe sind allerdings schon wesentlich verbessert, wenn die Förderöffnung 23 des unteren Pumpenabschnitts durch die Kalt­ startplatte 17 verschlossen wird. Zusätzlich ist bei dem in Fig. 4 dargestellten Aus­ führungsbeispiel zu erkennen, daß der Berührungsbe­ reich 41 die Zufuhröffnungen 29 und 31 sowie die Förderöffnung 23 vollständig umgibt und den von der Förderöffnung 21 entspringenden Fluidpfad zum Druckraum 13 beziehungsweise zum Verbraucher ab­ schließt. Auf diese Weise werden die Druckbereiche der Flügelzellenpumpe 1 durch die auf der Druck­ platte 11 aufliegende, als Dichtelement dienende, Kaltstartplatte 17 voneinan­ der getrennt.

Im folgenden wird auf die Funktion der Flügelzel­ lenpumpe 1 beziehungsweise auf die Wirkung des als Kaltstartplatte 17 ausgebildeten Dichtelements nä­ her eingegangen:

Im Stillstand der Flügelzellenpumpe 1 sind die Druckbereiche der Pumpenabschnitte sowie die Druckkanäle 15 drucklos, so daß die Kaltstartplatte 17 von der Anpreßfeder 19 gegen die Druckplatte 11 angedrückt wird. Dadurch werden die Förderöffnungen 21 und 23 gegenüber dem Druckraum 13 abgeschlossen.

Bei einem Kaltstart der Flügelzellenpumpe 1, wenn also das geförderte Hydrauliköl sehr zäh ist und die Flügel daher relativ unbeweglich in den Schlit­ zen im Rotor 7 gelagert sind, wird bei dem Ausfüh­ rungsbeispiel gemäß Fig. 2 das aus der Förderöff­ nung 23 austretende Förderöl durch die Nu­ ten 35 und 37 zu den Zufuhröffnungen 31 und 29 ge­ leitet, damit also zu den Unterflügelbereichen der Pumpenabschnitte. Auf diese Weise wird sicherge­ stellt, daß im Kaltstart die Flügel nach außen in ihre Funktionsstellung gedrängt werden und damit die Saug- und Druckbereiche der Pumpenabschnitte gegeneinander abgedichtet sind. Darüber hinaus wird auf diese Weise sichergestellt, daß die Flügelzel­ lenpumpe 1 im Kaltstart Hydrauliköl fördert.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbei­ spiel stehen keine Nuten mit der Förderöffnung 21 in Verbindung. Es ist vielmehr so, daß die Förder­ öffnung 23 des untenliegenden Pumpenabschnitts die Unterflügelbereiche beider Pumpenabschnitte mit Hydrauliköl versorgt. Dies geschieht dadurch, daß einerseits durch die Nut 37a aus der Förderöffnung 23 austretendes Hydrauliköl zur Zufuhröffnung 29 gelangt und andererseits dadurch, daß durch die Nut 37b aus der Förderöffnung 23 austretendes Hydrau­ liköl zur Zufuhröffnung 31 geführt wird. Damit wer­ den also die Unterflügelbereiche beider Pumpenab­ schnitte durch das Hydrauliköl einer einzigen För­ deröffnung 23 mit Förderöl und damit mit Druck beauf­ schlagt.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbei­ spiel gelangt das im Kaltstart sehr zähe Hydrau­ liköl durch den Kanal 37c zunächst zur Zufuhröff­ nung 29, da hier der größere Förderquerschnitt ge­ geben ist. Ein wesentlich kleinerer Anteil des ge­ förderten Öls wird durch die Ringnut 45 zur Zufuhr­ öffnung 31 gefördert, da hier aufgrund der geringe­ ren Tiefe der Ringnut 45 ein größerer hydraulischer Widerstand gegeben ist. Zunächst wird also dem Un­ terflügelbereich des der Förderöffnung 23 voreilen­ den Saugbereichs Hydrauliköl zugeführt. Bei der De­ finition des Begriffs "voreilend" wird davon ausge­ gangen, daß sich der Rotor 7 bei allen dargestell­ ten Ausführungsformen der Fig. 2 bis 4 im Uhr­ zeigersinn dreht.

Dadurch, daß die Kaltstartplatte 17 dichtend an die Druckplatte 11 angepreßt wird, ergibt sich im Kalt­ start zunächst eine reine Unterflügelversorgung. Es wird also kein Hydrauliköl an die Druckkammer 13 und damit an einen Verbraucher abgegeben, sondern ausschließlich die Funktion der Flügelzellenpumpe 1 sichergestellt.

Sobald die Flügelzellenpumpe 1 einen höheren Druck aufbauen kann, hebt die Kaltstartplatte 17 gegen die Kraft der Anpreßfeder 19 von der Druckplatte 11 ab, so daß die beiden Förderöffnungen 21 und 23 freigegeben werden und das geförderte Öl über den Druckraum 13 zum Verbraucher gelangen kann.

Der Berührungsbereich 41 wird möglichst klein ge­ wählt, damit die Kaltstartplatte 17 nicht an der Druckplatte 11 haften bleibt, außerdem wird so ver­ mieden, daß das hydrodynamische Paradoxon zur Wir­ kung kommt und die Kaltstartplatte 17 durch ausströmendes Öl an die Druckplatte 11 angezogen wird.

Aus dem Obengesagten wird deutlich, daß die Funk­ tion der Kaltstartplatte 17 nur dann gewährleistet ist, wenn die sich aus Fig. 4 ergebende Orientie­ rung gegenüber der Druckplatte 11 gewährleistet ist. Es bedarf also einer Verdrehsicherung der Kaltstartplatte 17, beispielsweise durch Stifte 47 und 49, die in Fig. 4 dargestellt sind. Die Ausge­ staltung der Verdrehsicherung ist jedoch frei wähl­ bar. Wenn allerdings die Kaltstartplatte rund aus­ gebildet ist, bedarf es keiner Verdrehsicherung.

Dadurch, daß die Förderöffnung 21 gegenüber der Förderöffnung 23 druckdicht abgeschlossen ist, wird im Start verhindert, daß das von dem unteren Pum­ penabschnitt über die Förderöffnung 23 geförderte Öl in die Förderöffnung 21 des oberen Pumpenab­ schnitts eintritt und von dort - wegen der eingefah­ renen Flügel - unmittelbar in den Saugbereich des oberen Pumpenabschnitts zurückgelangt, ohne daß ein für die Versorgung der Unterflügelbereiche erfor­ derlicher Druck aufgebaut werden könnte.

Zur Unterstützung der Kaltstarteigenschaften kann eine durchgehend umlaufende Nut, die auf der der Druckplatte 11 gegenüberliegenden Seite des Rotors 7 angeordnet ist, durch hydraulische Widerstände, beispielsweise durch Stege, zweigeteilt sein, wobei jeweils ein Bereich der Nut einem Pumpenabschnitt zugeordnet ist. Damit wird sichergestellt, daß ei­ nem Unterflügelbereich zugeführtes Hydrauliköl im Kaltstart nicht zu dem Unterflügelbereich des ande­ ren Pumpenabschnitts abfließt, der noch keine För­ derfunktion aufweist. Wesentlich ist dabei, daß der hydraulische Widerstand zwischen dem Saug- und dem Druckbereich eines Pumpenabschnitts größer ist als zwischen diesen Bereichen und dem Saug- und Druck­ bereich des anderen Druckbereichs der Pumpe.

Aus der Beschreibung zu den Fig. 1 bis 4 wird ohne weiteres ersichtlich, daß die in der Druck­ plattenoberfläche 33 vorgesehenen, als Nuten 35, 37, 37a, 37b, 37c ausgebildeten Fluidverbindungen auch in der der Druckplatte 11 zugewandten Oberflä­ che der Kaltstartplatte 17 eingebracht sein können. Es ist überdies auch möglich, sowohl in der Druck­ plattenoberfläche 33 als auch in der Kaltstart­ platte 17 Nuten zur Versorgung der Un­ terflügelbereiche vorzusehen. Wesentlich ist, daß im Kaltstart die Druckbereiche der Flügelzellen­ pumpe 1 untereinander und hier auch vom Druckraum 13 getrennt werden und ein reiner Unterflügelbetrieb gewährlei­ stet ist, in dem das in der Startphase geförderte Hydrauliköl ausschließlich den Unterflügelbereichen zugeführt wird.

Die Kaltstartplatte 17 kann aus einem geeigneten Metall oder Kunststoff hergestellt werden. Die Druckkraft der Anpreßfeder 17 kann auf das Be­ triebsverhalten der Flügelzellenpumpe 1 im Einzel­ fall abgestimmt werden. Es ist auch möglich, die auf die Kaltstartplatte wirkende Anpreßkraft durch die die Druckplatte gegen den Rotor 7 anpressende Druckfeder zu gewährleisten.

Insgesamt wird überdies ersichtlich, daß während des Kaltstarts der der Förderöffnung 23 zugehörige nacheilende Unterflügelbereich über die Zufuhröff­ nung 31 und/oder der voreilende Unterflügelbereich des anderen Pumpenabschnitts über die Zufuhröffnung 29 mit Hydrauliköl versorgt werden kann. Denkbar ist es also auch, daß beide Unterflügelbereiche mit Öl beaufschlagt werden, wobei durch verschiedene Nutenquerschnitte unterschiedliche Förderleistungen auf die Unterflügelbereiche verteilt werden können. Bei einer derartigen Ausgestaltung kann Öl auch über ein leeres Saugrohr gefördert werden. Die Pumpe kann also in der Anlaufphase Luft fördern, wobei auch dann die Kaltstart- beziehungsweise Anlaufeigen­ schaften der Pumpe durch das als Kaltstartplatte bezeichnete Dichtelement wesentlich verbessert wer­ den. In die­ sem Fall wird also beim Anlaufen der Pumpe den Un­ terflügelbereichen Luft zugeführt.

Schließlich sei noch angemerkt, daß auch bei Pum­ penformen, bei denen am Rotor 7 gegenüberliegende Druckplatten vorgesehen sind, Kaltstartplatten ein­ gesetzt werden können. Es muß dann für jede Druck­ platte je eine Kaltstartplatte vorgesehen werden.

Anhand der folgenden Fig. 5 und 6 werden Ausfüh­ rungsbeispiele von Pumpen beschrieben, die zwei Druckplatten aufweisen. Es handelt sich hier, wie bei den anhand der Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispielen, um doppelhubige Flügelzel­ lenpumpen. Gleiche Teile, die anhand von Fig. 1 bereits erläutert wurden, tragen gleiche Bezugszif­ fern, so daß auf deren Beschreibung hier verzichtet werden kann.

Die in Fig. 5 dargestellte Flügelzellenpumpe 101 weist einen in einem Grundgehäuse 3 untergebrachten Rotor 7 auf, der drehbar innerhalb eines Kontur­ rings 9 gelagert ist. Aus der Schnittdarstellung in Fig. 5 ist ersichtlich, daß an beiden Stirnseiten des Rotors 7 und des Konturrings 9 Druckplatten 11a und 11b vorgesehen sind. Die rechte Druckplatte 11a ist identisch aufgebaut wie die des anhand von Fig. 1 erläuterten Ausführungsbeispiels. Sie weist zwei die Druckplatte durchdringende Druckkanäle 15 auf, die über anhand der Fig. 2 bis 4 erläuterte Förderöffnungen in einen Druckraum 13 münden, an dem auf geeignete Weise, beispielsweise über einen Anschluß 51 ein Verbraucher angeschlossen sein kann. Auf der dem Rotor 17 abgewandten Oberfläche der Druckplatte 11a liegt ein als Anlauf- bezie­ hungsweise Kaltstartplatte 17 bezeichnetes Dicht­ element an, das den unteren Druckkanal 15 des unte­ ren Pumpenabschnitts der Pumpe 101 abschließt. Der untere Druckkanal 15 ist über eine geeignete Fluid­ verbindung 51′, die anhand der Fig. 2 bis 4 im einzelnen erläutert wurde, mit dem Unterflügelbe­ reich 53 des unteren Pumpenabschnitts verbunden. Die Kaltstartplatte 17 schließt die Fluidverbindung 51′ gegenüber dem Druckraum 13 ab, so daß, während die Kaltstartplatte 17 an der Druckplatte 11a dichtend anliegt, ein aus dem Druckkanal 15 austre­ tendes Fluid über die Fluidverbindung 51′ zum Unter­ flügelbereich 53 gelangt. Obwohl die Kaltstart­ platte die obere Förderöffnung des oberen Pumpenab­ schnitts nicht verschließt, kann über den Druckraum 13 kein gefördertes Fluid von dem unteren Druckka­ nal 15 zum oberen Druckkanal 15 gelangen. Es ist also möglich, die Kaltstartplatte 17 so klein aus­ zubilden, daß diese lediglich die Förderöffnung des unteren Pumpenabschnitts gegenüber dem Druckraum abschließt.

Auf der linken Seite des Rotors 7 beziehungsweise des Konturrings 9 ist eine zweite Druckplatte 11b vorgesehen, die einen dem Druckbereich des unteren Pumpenabschnitts zugeordneten Durchlaß 55 zu einem abgeschlossenen Raum 57 aufweist. Durch den Durch­ laß 55 in den Raum 57 gefördertes Fluid führt zu einem Überdruck in diesem Raum, so daß die linke Druckplatte 11b dichtend gegen Rotor und Konturring gepreßt wird.

Beim Anlaufen der Pumpe 101 wird aus dem Druckbe­ reich austretendes Fluid über den Durchlaß 55 in den Raum 57 gelangen, außerdem über den Druckkanal 15 und über die Fluidverbindung 51′ zum Unterflügel­ bereich 53 des unteren Pumpenabschnitts. Dabei kann aufgrund der Wirkung des Dichtelements, das hier als Kaltstartplatte 17 bezeichnet und ausgestaltet ist, kein Fluid aus dem Druckkanal 15 in den Druckraum 13 beziehungsweise in den Fluidpfad zum Verbraucher gelangen. Es zeigt sich hier, daß das Druckelement praktisch beliebig ausgebildet sein kann. Wesentlich ist nur, daß der Fluidpfad zum Verbraucher unterbrochen ist und daß das von der Pumpe 101 geförderte Fluid während der Anlaufphase beziehungsweise während des Kaltstarts ausschließ­ lich dem Unterflügelbereich zugute kommt.

Dies gilt auch für das in Fig. 6 dargestellte Aus­ führungsbeispiel einer Flügelzellenpumpe 201, die ebenfalls als doppelhubige Pumpe mit zwei Druck­ platten 11a und 11b ausgestaltet ist, die, wie aus der Schnittdarstellung gemäß Fig. 6 ersichtlich, an den Stirnseiten eines Rotors 7 beziehungsweise eines zugehörigen Konturrings 9 anliegen. Gleiche Teile sind auch hier mit gleichen Bezugsziffern versehen, so daß auf die Beschreibung gemäß Fig. 5 und auf die gemäß Fig. 1 verwiesen werden kann.

Die linke Druckplatte 11b ist hier mit einem Druck­ kanal 15 versehen, der über eine Fluidverbindung 51 mit einem Unterflügelbereich 53 in Fluidverbindung steht. Es bedarf hier keines Abschlusses der Fluid­ verbindung, da der Druckkanal 15, ebenso wie der Unterflügelbereich 53, in den druckdicht abge­ schlossenen Raum 57 münden. Die Druckplatte 11a verschließt den Druckkanal 15′, der hier auf der rechten Seite des Rotors 7 angeordnet ist und von dem Dichtelement, das hier wiederum als Kaltstart­ platte ausgebildet ist, gegenüber dem Druckraum 13 verschlossen ist. Dabei ist davon auszugehen, daß die Fig. 5 und 6, ebenso wie die übrigen Fig. 7 bis 9 und 1 Pumpen darstellen, die sich in der Anlauf- beziehungsweise Kaltstartphase befinden, in denen der geförderte Druck nicht ausreicht, das Dichtelement beziehungsweise die Kaltstartplatte 17 von der zugehörigen Druckplatte abzuheben.

Aus Fig. 6 wird deutlich, daß es für die Funkti­ onsweise der Pumpe in allen Fällen nicht erforder­ lich ist, beide den Druckbereichen der zweihubigen Pumpe zugeordneten Förderöffnungen zu verschließen. Es reicht vielmehr aus, allein den unteren Druckka­ nal gegenüber dem Druckraum abzuschließen und damit eine Fluidverbindung zum oberen Druckraum bezie­ hungsweise zu einem Verbraucher abzusperren. In der Anlauf- beziehungsweise Kaltstartphase ist durch eine Kaltstartplatte 17 die fördernde Druckniere der Pumpe von der nicht fördernden hydraulisch ge­ trennt. Gleichzeitig wird verhindert, daß das ge­ förderte Fluid von der fördernden Druckniere ab­ fließt, beispielsweise über den Druckraum zu einem Verbraucher gelangt. Zusätzlich wird sicherge­ stellt, daß die fördernde Druckniere mit mindestens einem Unterflügelbereich der Pumpe verbunden ist, um sicherzustellen, daß die Flügel beziehungsweise Rollen nach außen gegen den Konturring bewegt wer­ den, so daß die Fördereigenschaften der Pumpe wäh­ rend der Anlaufphase verbessert werden.

Bei dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbei­ spiel der Pumpe 201 stellt die Kaltstartplatte 17 in der Anlauf- beziehungsweise Kaltstartphase si­ cher, daß aus dem unteren Pumpenbereich kein Hydrauliköl über den Druckraum 13 zu einem Verbrau­ cher gelangt. Das geförderte Öl wird vielmehr über den linken Druckkanal 15 zum abgeschlossenen Raum 57 gefördert und gelangt über eine Fluidverbindung, die hier nur beispielhaft als Nut in der Druck­ platte 11b ausgebildet ist, zum Unterflügelbereich 53 des unteren Pumpenabschnitts. Bei dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel muß die Fluidver­ bindung 51 nicht als Nut in die Oberfläche der Druckplatte 11b eingebracht werden, da eine Fluid­ verbindung von dem unteren Druckkanal 15, über den hermetisch abgeschlossenen Raum 57 zum Unterflügel­ bereich 53 besteht.

Anhand der Fig. 7 bis 9 soll erläutert werden, daß das hier beschriebene Prinzip der Verbesserung der Anlauf- beziehungsweise Kaltstarteigenschaften auch bei einhubigen Pumpen, also sowohl bei Flügel­ zellen, als auch bei Rollenzellenpumpen eine we­ sentliche Verbesserung darstellt. Aus der stark schematisierten in Fig. 7 dargestellten Draufsicht auf einen Rotor 7 und einen Konturring 9, wird das Grundprinzip einer einhubigen Pumpe 301 deutlich. Der Rotor ist mit radial verlaufenden Schlitzen 59 versehen, in die hier beispielhaft Flügel 61 beweg­ lich untergebracht sind. Der Rotor 7 ist exzen­ trisch im Konturring 9 untergebracht, so daß ein praktisch sichelförmiger Förderraum 63 ausgebildet wird, der von den Flügeln 61 - hier gegen den Uhr­ zeigersinn - durchlaufen wird. Dabei ergibt sich aufgrund der von den Flügeln abgetrennten Teilvolu­ mina ein Saugbereich 65 und ein Druckbereich 67. In der auf der Stirnseite des Rotors 7 beziehungsweise des Konturrings 9 anliegenden Druckplatte sind im wesentlichen ringförmig umlaufende Nuten 69 und 71 vorgesehen, die den Unterflügelbereichen zugeordnet sind.

Fig. 8 zeigt eine erste Ausführungsform der in Fig. 7 angesprochenen Pumpe 301 mit zwei Druckplat­ ten 11a und 11b, die rechts und links von einem Ro­ tor 7 und einem diesen zugeordneten Konturring 9 angeordnet sind. Die rechte Druckplatte 11a ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 mit den Nuten 69 und 71 versehen, von denen die dem Saugbereich 65 zugeordnete Nut 69 mit dem Druckbereich bezie­ hungsweise mit einem dem den Druckbereich zugeord­ neten Druckkanal 15 über eine Fluidverbindung 51 in hydraulischer Verbindung steht. Die Fluidverbindung 51 ist hier als eine in die Druckplatte 11a einge­ brachte Nut ausgebildet, die sich in der dem Rotor 7 abgewandten Oberfläche der Druckplatte befindet. Die Fluidverbindung 51 zwischen dem Druckkanal 15 und der Nut 69 ist durch ein als Kaltstartplatte 17 ausgebildetes Dichtelement abgeschlossen, so daß aus dem Druckkanal 15 austretendes Fluid nicht in den Druckraum 13 gelangen kann. Die Kaltstartplatte 17 wird durch eine Anpreßfeder 19 gegen die Druck­ platte 11a angedrückt.

Gegenüber der Druckplatte 11a befindet sich auf der anderen Seite des Rotors 7 beziehungsweise Kontur­ rings 9 eine zweite Druckplatte 11b, die mit einer umlaufenden Nut 73 versehen ist, die die Unterflü­ gelbereiche sowohl des Saugbereichs 65 als auch des Druckbereichs 67 miteinander verbindet. Die im Druckbereich einfahrenden Flügel liefern Hydrauli­ köl an die im Saugbereich 65 ausfahrenden Flügel, wodurch die Funktionssicherheit der Pumpe erhöht wird.

Der Druckbereich 67 der Pumpe 301 kann über einen Durchlaß 55 mit einem abgeschlossenen Raum 57 in Verbindung stehen. Dadurch wird sichergestellt, daß die linke Druckplatte 11b gegen den Rotor 7 und den Konturring 9 angepreßt und die Leckage auf einen Minimum reduziert wird.

Aus Fig. 8 ist ersichtlich, daß die linke Druck­ platte 11b entfallen kann und daß hier unmittelbar durch das Gehäuse eine Dichtfläche gebildet werden kann, die an Rotor und Konturring anliegt. Wenn je­ doch die Pumpe 301 als Pumpe mit zwei Druckplatten ausgebildet ist, ist es vorteilhaft, wenn der Durchlaß 55 die Druckplatte durchdringt, so daß Öl in den Raum 57 gelangen kann und die Druckplatte gegen den Rotor angepreßt wird.

Aus Fig. 8 wird deutlich, daß in der Anlaufphase das Fluid nicht aus dem Druckbereich 67 über den Druckkanal 15 in den Druckraum 13 beziehungsweise zum Verbraucher gelangen kann. Das geförderte Fluid steht über die Fluidverbindung 51 ausschließlich dem Unterflügelbereich des Saugbereichs 65 zur Ver­ fügung, so daß die Fördereigenschaften der Pumpe in der Anlauf- beziehungsweise Kaltstartphase wesent­ lich verbessert werden.

Fig. 9 zeigt schließlich ein weiteres Ausführungs­ beispiel einer Pumpe 401, bei der letztlich die Druckplatten 11a und 11b der anhand von Fig. 8 er­ läuterten Pumpe 301 vertauscht sind. Gleiche Teile sind daher mit gleichen Bezugsziffern versehen. Der Druckkanal 15 der rechten Drückplatte 11b ist durch ein Dichtelement, hier durch eine Kaltstartplatte 17 verschlossen. Es wird deutlich, daß der Druckka­ nal 15 durch jedes beliebige Druckelement ver­ schlossen werden kann. Auf der dem Druckkanal 15 gegenüberliegenden Seite des Rotors 7 ist ein Durchlaß 55 vorgesehen, der in einen hydraulisch abgeschlossenen Raum 57 mündet und der damit eine Fluidverbindung zu einem Unterflügelbereich 53 her­ stellt, der dem Saugbereich 65 zugeordnet ist. Da der Druckkanal 15 in der Anlauf- beziehungsweise Kaltstartphase der Pumpe 401 gegenüber dem Druck­ raum 13 verschlossen ist, gelangt das in der Start­ phase geförderte Fluid ausschließlich über den Durchlaß 55 und über die Fluidverbindung, die bei­ spielsweise durch den Raum 57 dargestellt wird, zum Unterflügelbereich 53. Die linke Druckplatte 11a kann hier auch eine als Nut ausgebildete Fluidver­ bindung 51 aufweisen, wie sie bei der Druckplatte 11a der Pumpe 301 gemäß Fig. 8 vorgesehen war.

Die Druckplatte 11b ist wiederum mit einer umlau­ fenden Nut 73 versehen.

Es wird deutlich, daß bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 9 in der Anlauf- beziehungsweise Kalt­ startphase das im Druckbereich 67 vorhandene Fluid nicht zum Verbraucher gelangen kann. Durch das Dichtungselement beziehungsweise die Kaltstart­ platte 17 wird sichergestellt, daß das Fluid aus­ schließlich dem Unterflügelbereich 53 des Saugbe­ reichs 65 zur Verfügung steht, so daß die Förderei­ genschaften der Pumpe 401 sehr rasch verbessert werden.

Nach allem wird deutlich, daß das hier dargestellte Prinzip sowohl bei Flügelzellen- als auch bei Rol­ lenzellenpumpen Verwendung finden kann. Es spielt außerdem keine Rolle, ob die Pumpen als einhubige oder doppelhubige Pumpen ausgebildet sind oder mehr als zwei Förderräume aufweisen. Wesentlich ist, daß im ersten Moment, also beim Anlaufen oder beim Kaltstart, die Fluidverbindung zwischen dem för­ dernden Druckbereich und einem Verbraucher unter­ brochen ist, daß auch - bei zwei - und mehrhubigen Pumpen - keine Verbindung zwischen dem fördernden Druckbereich und einem beim Start nicht fördernden Druckbereich gegeben ist, und daß schließlich durch ein Dichtungselement sichergestellt ist, daß das in der Startphase vorhandene beziehungsweise geför­ derte Fluid ausschließlich einem Unterflügelbereich zugeführt wird, um das Förderverhalten der Pumpe im Start zu verbessern.

Claims (11)

1. Pumpe, insbesondere Flügelzellenpumpe, mit mindestens zwei jeweils einen Saugbereich und einen Druckbereich aufweisenden Pumpenabschnitten, mit einem von der Druckseite zu einem Verbraucher füh­ renden Fluidpfad, und mindestens einem Dichtele­ ment, durch das der Fluidpfad zum Verbraucher abge­ schlossen werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckbereiche der Pumpenabschnitte durch das Dichtelement (Kaltstartplatte (17)) voneinander ge­ trennt werden.

2. Pumpe nach Anspruch l, dadurch gekennzeich­ net, daß sie als Flügelzellenpumpe ausgebildet ist, die einen radial verlaufende, Flügel aufnehmende Schlitze umfassenden Rotor (7), eine an dessen einer Stirnseite dicht anliegende Druckplatte (11) und eine Fluidverbindung (51′) zwischen der Druck­ seite der Flügelzellenpumpe und einem Unterflügel­ bereich (53) aufweist.

3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druck­ platte (11) auf ihrer dem als Kaltstartplatte (17) ausgebildeten Dichtelement zugewandten Seite mit mindestens einer vorzugsweise als Nut (35; 37) aus­ gebildeten Fluidverbindung versehen ist, über die das Fluid von einer Förderöffnung (21; 23) der Druckseite zu mindestens einem Unterflügelbereich gelangt.

4. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kaltstartplatte (17) mindestens eine Nut in der der Kaltstartplatte (17) zugewand­ ten Oberfläche (33) der Druckplatte (11) gegenüber dem Fluidpfad zum Verbraucher abschließt, über die das Fluid von der Förderöffnung (21; 23) zu minde­ stens einem Unterflügelbereich gelangt.

5. Pumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fluidverbindung von einer Förderöffnung (23) zu einem Unterflügelbereich be­ steht, der - in Drehrichtung gesehen - der Förderöff­ nung nacheilt.

6. Pumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fluidverbindung von einer Förderöffnung (23) zu einem Unterflügelbereich be­ steht, der - in Drehrichtung gesehen - der Förderöff­ nung voreilt.

7. Pumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der nacheilende als auch der voreilende Unterflügelbereich mit der Förderöffnung (23) in Fluidverbindung stehen.

8. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidverbindung durch in die Oberfläche der Platten (11; 17) einge­ brachte Nuten realisiert wird, die vorzugsweise verschiedene Tiefen aufweisen.

9. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaltstartplatte (17) mit einer Vorspannkraft gegen die Druckplatte (11) gedrückt wird.

10. Pumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannkraft so gewählt ist, daß die Kalt­ startplatte (17) nach dem Anlaufen abhebt und die Verbindung der Druckbereiche zum Verbraucher frei­ gibt.

11. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte (11) und/oder die Kaltstartplatte (17) so ausgebildet ist, daß sich nur ein schmaler Auflage- beziehungs­ weise Berührungsbereich (41) zwischen den Platten ergibt.