EP0851123A2 - Vane pump - Google Patents
Vane pump Download PDFInfo
- Publication number
- EP0851123A2 EP0851123A2 EP97121017A EP97121017A EP0851123A2 EP 0851123 A2 EP0851123 A2 EP 0851123A2 EP 97121017 A EP97121017 A EP 97121017A EP 97121017 A EP97121017 A EP 97121017A EP 0851123 A2 EP0851123 A2 EP 0851123A2
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- area
- wing
- kidney
- lower wing
- vane
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
- F01C21/08—Rotary pistons
- F01C21/0809—Construction of vanes or vane holders
- F01C21/0818—Vane tracking; control therefor
- F01C21/0854—Vane tracking; control therefor by fluid means
- F01C21/0863—Vane tracking; control therefor by fluid means the fluid being the working fluid
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C2270/00—Control; Monitoring or safety arrangements
- F04C2270/70—Safety, emergency conditions or requirements
- F04C2270/701—Cold start
Definitions
- the invention relates to a vane machine, in particular vane pump, with those in the preamble of claim 1 mentioned features.
- Vane cell machines of the generic type have a rotor that is inside a cam ring arranged in a housing rotates.
- the cam ring has one to the axis of rotation of the rotor non-coaxial contour and at least forms a pump room.
- the rotor has radial running slots in which radially movable wings are arranged. When the rotor rotates the wings are guided along the contour of the cam ring, with chambers between two adjacent wings with changing volumes.
- a suction area and a pressure area are formed, wherein the suction area increases in the area Volumes and the pressure area in the area shrinking Volumes is arranged.
- the suction area is with a suction connection of the vane machine and the pressure area with a pressure connection Vane machine connected so that a fluid for example oil.
- under-wing pump the one lower wing kidney arranged in the suction area having.
- the underwing kidney is over a fluid connection in a delimiting the pump chamber Side surface arranged.
- This underwing kidney is with the pressure range of the vane pump connected.
- the lower wing kidney is arranged that they are in the range of motion of lower wing chambers located below the wings in the Rotor introduced slots are formed.
- the Lower wing kidney extends over one certain range of rotation, so that there are several Lower wing chambers at the same time in the area of the lower wing kidney are located. This results in a Fluid connection between the lower wing chambers and the lower wing kidney, the total area of which is the sum of the partial areas of the individual, especially with the lower wing kidney contacting lower wing chambers corresponds.
- the lower wing chambers change their - Seen in cross section - areas, so that the total area varies.
- Partial area of the fluid connection becomes the free one Cross-sectional area of the fluid connection between the Under wing groove and that in the area of an under wing groove understood under wing chambers.
- the volume flow pulsation of the underfloor pump is superimposed with the volume flow pulsation of the wing pump to a total volume flow pulsation of the Vane pump.
- the Lower wing kidney which is assigned to the suction area, over a relatively large rotation angle range of the rotor, so that also in the range of motion Lower wing pressure kidneys located under wing chambers only over a relatively small range of rotation angles can extend.
- These underwing pressure kidneys are standing also over the lower wing chambers and one, in a second side surface circumferential groove or four kidneys, which have fluid connections with each other, which is open to the lower wing chambers with of the underwing kidney.
- the underwing pressure kidneys learn about the underwing kidney, the lower wing chambers and the surrounding one Use a pressure build-up that corresponds to the inward movement the wing when entering it in the pressure area counteracts the vane pump and this inward movement should dampen.
- the invention has for its object a vane machine, in particular vane pump the Generic type to create, which is characterized by a good pulsation behavior of the underfloor pump and characterized by good cold start behavior.
- this object is achieved with a vane machine, in particular vane pump, solved, which has the features mentioned in claim 1. Because the lower wing kidney over a rotation angle range of preferably 58 ° to 71 ° extends and the total area of the fluid connection essentially constant with rotation of the rotor remains, it is possible to get a little pulsation through the essentially cost-effective total area to achieve the fluid connection and at the same time due to the fact that it only covers a range of rotation angles lower wing kidney extending from 58 ° to 71 ° Space is available over a larger angle range to have the one for training the underwing pressure kidney is available, so that this good cold start and high speed behavior is guaranteed.
- the underwing kidney and that of the underwing kidney opposite groove section one Identically changing over the angle of rotation of the wings Show contour, that is, they are mirror images educated. This ensures that the changing over the rotary movement of the rotor Areas of the individual lower wing chambers (partial areas) according to the current position of the rotor be taken into account and so essentially one constant total area of the fluid connection over the entire lower wing kidney can be guaranteed. It is particularly preferred if one is, preferably continuous, reducing contour section, with vane pump operation in the direction of rotation of the rotor considered, provided at the end of the lower wing groove is. As a result, an increase in area is very advantageous through a lower wing chamber that just enters the area of the lower wing kidney, balanced, so the total area is essentially can be kept constant.
- the underwing kidney with respect to the Suction area is arranged so that the retraction an under-wing chamber in the area of the under-wing kidney and extending another one at the same time Lower wing chamber from the area of the lower wing kidney in an angular position of the rotor, in which the kinematic volume flow of the underfloor pump has its minimum. This will achieved that the flow rate at this time has a low slope, so that Volume flow pulsation of the underfloor pump through the Area switching is influenced only minimally.
- FIG 1 shows a partial view of an open, as Vane pump 10 trained vane machine.
- the vane pump 10 has an inside a housing 12 rotatably arranged cam ring 14.
- the cam ring 14 includes an interior 16, within which a rotor 18 is arranged.
- One in following called contour 20 inner contour of the Hubrings 14 is chosen so that there are two diametrically opposite pump spaces 22 between the outer circumference of the rotor 18 and the inner surface of the cam ring 14 result.
- the contour 20 has a so-called Small circle 24, the diameter of which is essentially corresponds to the outer diameter of the rotor 18.
- the contour 20 has a so-called Great circle 26 whose diameter is larger than the outer diameter of the rotor 18 so that it is Training of the pump rooms 22 comes.
- the transition areas between the small circle 24 and the great circle 26 have a certain course, based on of Figures 2 and 3 is discussed in more detail.
- the rotor 18 is distributed over its circumferential surface 28 radially extending slots 30.
- the slots 30 are each 36 ° in the circumferential direction spaced from each other.
- Within the Slots 30 are radially movable wings 32 ', 32' ' and 32 '' 'arranged, of which for the sake of clarity only three are shown.
- the slots 30 and the wings extend over the entire Width of the rotor 18.
- Each pump chamber 22 has a suction area 34 and a Assigned pressure range 36.
- the suction area 34 is via a suction kidney 38 with a suction connection Vane pump 10 connected during the pressure range 36 via a pressure kidney 40 with a pressure connection the vane pump 10 is connected.
- the interior 16 and thus the pump rooms 22 are on both sides of side surfaces 56 and 58 ( Figures 6 to 8) closed, of which the one in Figure 1 is not is shown, so that you virtually into the pump room 16 looks into it.
- the side surfaces are firm with the Housing 12 and / or the cam ring 14 connected and lie close to the side surfaces of the rotor 18 respectively the side edges of the wing 32.
- the pump chambers 22 are closed almost pressure-tight.
- One of the side surfaces for example by the housing 12 is formed, has each suction area a lower wing kidney assigned to a pump chamber 22 42, the one not shown Fluid connection with the pressure area of the vane pump 10 communicates.
- the underwing kidney 42 extends over an angle ⁇ of 70 °.
- the angle ⁇ of 70 ° is for the embodiment shown chosen and can in other embodiments, referred to later is in a range between 58 ° and 71 ° lie.
- the lower wing kidneys 42 lie in a range of motion of under wing chambers 44, which within the Rotor 18 between the wings 32 and the bottom of the Slots 30 are formed. It is also in the range of motion of the lower wing chambers 44 angularly offset one lower wing pressure kidney for each of the lower wing kidneys 42 46 arranged.
- the lower wing pressure kidneys 46 are formed by depressions in the side surface and seen from above, still have one explanatory contour.
- the lower wing kidneys 42 have a top view a contour, which is characterized in that in Direction of rotation 48 of the rotor 18 seen, first a first constant contour section 50 is provided, whose radial inner and outer boundary surface in run essentially concentrically to each other. Of the first contour section 50 goes into one, mainly determined by the wing shape, preferably continuously widening contour section 52, in the end, preferably a continuously tapering contour section 54 closes.
- the further side surface for example from a cover of the vane pump 10 can be formed, has an im Movement range of the lower wing chambers 44 revolving Groove that is open towards the lower wing chambers is.
- This groove has a contour that is opposite the lower wing kidneys 42 and the lower wing pressure kidneys 46 exactly the same contour as the lower wing kidneys 42 and the lower wing pressure kidneys 46 has.
- this circumferential groove is trained continuously so that a continuous Fluid connection guaranteed over the entire circumference of the groove is.
- the groove also be formed by four kidneys, one below the other are in fluid communication. These kidneys are located according to the position in direct association with the lower wing kidneys 42 and the lower wing pressure kidneys 46.
- the fluid connection can be in the side surface or in Be designed rotor.
- the function of the vane pump 10 is general known, so that only the essentials are given here becomes.
- the rotor 18 is offset in the rotational movement — in the direction of rotation 48, whereby the wings 32 ', 32' 'and 32' '' on be guided along the contour 20.
- the wings are radial driven outwards, so that between two adjacent wings a chamber with an enlarging Volume forms. This will over the suction kidney 38 a fluid is sucked into the suction area 34.
- the pressure area 36 In the transition area between great circle 26 and small circle 24, the pressure area 36, the wings 32 pushed radially inwards so that the volume the chamber between two adjacent wings 32 is reduced and a fluid previously sucked in here via the Pressure kidneys 40 is pressed out. According to the The speed of the rotor 18 is therefore a certain one Volume flow of a pumped fluid. This delivered fluid is above that not shown Connection also in the assigned to the suction areas 34 Lower wing kidneys 42. On the lower wing kidneys 42 the lower wing chambers 44 are moved past. Since the wings 32 in the suction area 34 are radial driving outwards increases in this area the free cross-sectional area between the lower wing chambers 44 and the underwing kidney 42.
- Underfloor chambers 44 conveyed fluid pushes below the wings 32 radially outwards. This will ensures that these are securely attached to the inner contour 20 apply and thus adjacent chambers between two wings 32 are sealed.
- Corresponding the position of the rotor 18 are always at least two lower wing chambers 44 in the area an underwing kidney 42. This results in a Total sum of an area that is made up of the subareas the just in the area of the lower wing kidney 42 located under wing chambers 44 is formed.
- the moving wings and the changing ones Total underfloor chamber volumes a pulsating volume flow (under-wing pump), the above fluid connection to the pressure area the pump is connected.
- the volume flow and the speed of the fluid flow is in turn dependent of the variability of the total area mentioned above.
- This volume flow pulsation is superimposed on the Volume flow pulsation of the upper wing pump with opposite Sign, so that a total compensation the volume flow pulsation in the entire vane pump 10 takes place.
- the volume flow pulsation the under-wing pump is therefore within certain limits he wishes.
- This volume flow pulsation of the underfloor pump is essentially dependent on the kinematics the vane pump 10, that is, the speed of the rotor 18 and the radial movement of the Wing and the total area of just overlapping with the under-wing kidney 42 located under-wing chambers 44.
- Figures 2 and 3 is a development of the contour 20 of the cam ring 14 over the angle of rotation of a wing 32 ', 32' ', 32' '' shown. The consideration takes place starting from one designated by A in FIG Point that corresponds to the zero point over a full 360 ° rotation.
- Figure 2 shows the radial Stroke H of a wing
- Figure 3 is the radial V wing speed 32 ', 32' ', 32' '' shows.
- FIG 4 the volume flow Q of the under-wing pump shown.
- the volume flow Q shown here is by a vane pump shown in Figure 1 10 offset by ten by 36 ° to each other Wings 32 realized.
- the volume flow Q pulsates in this case around a fixed point (zero line), with that of area enclosed by the curve below the line corresponds to suction of the underfloor pump and the one enclosed by the curve above the zero line Area corresponds to pressing the under-wing pump.
- a minimum of this course is determined by the turning point marked with point B in increasing branch of the stroke H, which with the maximum of radial speed v coincides.
- the maximum of the volume flow Q coincides with point C. designated turning point in the falling branch of the stroke H, the one with the minimum radial velocity v coincides.
- Figures 2 and 3 the Definition of points B and C for each Wing, while in Figure 4 the course of the volume flow Q for the overlay of a total of ten Wings is shown.
- This section represents a on the one hand the section in which the total area the lower wing chambers 44 slightly smaller is as the assumed fixed value.
- this section is placed so that he with the minimum of the volume flow Q of the lower wing chambers coincides. The minimum is determined -As already explained- by the point B designated turning point of the contour 20.
- the lower wing kidney 42 is now such in the side surface arranged in a fixed position with respect to the point B results in the following: the wing 32 'is just moving in the area of the underwing kidney 42 during the Wing 32 '' 'straight from the area of the lower wing kidney 42 extends. Hereby takes place at this time an area switch when overlaying the total area all in the area of the underwing kidney 42 located under wing chambers 44 instead. Based This is illustrated in the lower illustration in FIG. 5 , whereby it can be seen that the surface course the lower wing chamber 44 '' 'in the area point B or section a straight starts making a quantitative contribution to the total area to afford while the area of the lower wing chamber 44 'just their share of the total area completed.
- the main part of the total area is in the moment from the lower wing chamber 44 ''. This is achieved by the underwing kidney 42 over an angular range of the angle ⁇ of 70 ° extends and the imaginary center or bisector of this angle coincides with point B, or the middle of the lower wing kidney 42 in an angular range of ⁇ 5 ° to point B lies.
- the angular extent of the angle ⁇ can be dependent from the actual structure of the vane pump 10, in particular the width of the slots 30 and thus the under wing chambers 44, vary.
- the angle ⁇ becomes smaller the wider the slots 30 in their coming into contact with the underwing kidney 42 are lower range.
- the angle is ⁇ also on the type of underground formation, simple slot with radius or slot with additional Extension at the slot base in a so-called Teardrop shape, dependent.
- FIGS. 6 to 8 show the previously explained however, side faces not shown in FIG. 1 56 and 58 shown.
- FIG. 6 shows the side surface 56, which, for example, part of the housing 12 of the Vane pump 10 can be.
- the Side surface 58 shown, for example, by a cover of the vane pump 10 are formed can.
- the side surfaces 56 and 58 are on both sides to the pump chamber 16.
- the side surface 56 has the lower wing kidneys, shown hatched here 42. Also here are the lower wing pressure kidneys 46, the pressure kidneys 40 and the suction kidneys 38 are provided.
- underwing pressure kidneys 46 over a relatively large angular range extend from about 90 ° and a first Have section 60, the - in cross section or seen in the radial direction, a relative has a broad structure. Section 60 goes into a section 61, the width of which in Radial direction measured width of the groove 62 corresponds. This will make a good cold start and High speed behavior of the vane pump 10 reached.
- the vane pump 10 is thus distinguished due to good cold start and high speed behavior and due to the design and arrangement of the lower wing kidney 42 by one already explained in detail low pulsation.
- the peripheral groove 62 can be seen in FIG is incorporated into the side surface 58 and to the pump room 16 is open.
- the groove 62 has one Contour that is identical to the contour of the lower wing kidneys 42 and the lower wing pressure kidneys 46. In Figure 8, this is in the superimposed Representation of the side surfaces 56 and 58 can be seen.
- the lower side surface 58 is with the one folded over, reversed to figure 6 side surface 56 shown so that the contour of the lower wing kidneys 42 and Lower wing pressure kidneys 46 with the corresponding Cover the contour sections of the groove 62 exactly.
- connection between the under wing chambers 44 and the groove 62 exactly that same area conditions as on the Connection of the lower wing chambers 44 to the lower wing kidneys 42 or the lower wing pressure kidneys 46.
- the groove 62 only has this indicated at 64 connections which are a fluid connection between the lower wing kidneys 42 over the Lower wing chambers 44 and groove 62 with the lower wing pressure kidneys 46 form.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Rotary Pumps (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft eine Flügelzellenmaschine, insbesondere Flügelzellenpumpe, mit einem in einem, mindestens einen Saugbereich und einen Druckbereich ausbildenden Hubring angeordneten Rotor, in dessen Umfangsfläche über die gesamte Breite sich erstreckende, im wesentlichen radial verlaufende Schlitze eingebracht sind, in denen Flügel radial verschieblich gelagert sind und mit seitlichen, feststehenden Begrenzungsflächen (Seitenflächen), die dichtend am Rotor und an den Seitenkanten der Flügel anliegen, wobei mindestens eine der Seitenflächen eine im Bewegungsbereich von Unterflügelkammern verlaufende, zu diesen offene Nut aufweist, und die zweite Seitenfläche im Bewegungsbereich der Unterflügelkammern wenigstens eine dem Saugbereich zugeordnete und mit dem Druckbereich verbundene Unterflügelniere aufweist, so daß entsprechend der Rotorstellung eine Fluidverbindung zwischen der Unterflügelniere und der Nut über die sich gerade im Bereich der Unterflügelniere befindenden Unterflügelkammern besteht, und wenigstens eine dem Druckbereich zugeordnete Unterflügel-Druckniere im Bewegungsbereich der Unterflügelkammern in der die Unterflügelniere aufweisenden zweiten Seitenfläche vorgesehen ist. Es ist vorgesehen, daß die Unterflügelniere (42) sich über einen Drehwinkelbereich (α) erstreckt und die Gesamtfläche der sich im Bereich der Unterflügelniere (42) befindlichen Unterflügelkammern (44) bei einer Rotation des Rotors (18) im wesentlichen konstant bleibt. <IMAGE>The invention relates to a vane machine, in particular a vane pump, with a rotor arranged in a lifting ring that forms at least one suction area and a pressure area, in the circumferential surface of which, essentially radially extending slots extending over the entire width are introduced, in which vanes are mounted in a radially displaceable manner and with lateral, fixed boundary surfaces (side surfaces) which lie sealingly on the rotor and on the side edges of the blades, at least one of the side surfaces having a groove which is open in the movement area of the under-wing chambers, and the second side surface in the movement area of the under-wing chambers has at least one has the lower wing kidney associated with the suction area and connected to the pressure area, so that, depending on the rotor position, a fluid connection between the lower wing kidney and the groove via which is currently located in the area of the lower wing kidney n the lower wing chambers, and at least one lower wing pressure kidney assigned to the pressure area is provided in the movement area of the lower wing chambers in the second side face having the lower wing kidney. It is provided that the lower wing kidney (42) extends over an angle of rotation range (α) and the total area of the lower wing chambers (44) located in the area of the lower wing kidney (42) remains essentially constant when the rotor (18) rotates. <IMAGE>
Description
Die Erfindung betrifft eine Flügelzellenmaschine, insbesondere Flügelzellenpumpe, mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen.The invention relates to a vane machine, in particular vane pump, with those in the preamble of claim 1 mentioned features.
Flügelzellenmaschinen der gattungsgemäßen Art sind bekannt. Sie weisen einen Rotor auf, der innerhalb eines in einem Gehäuse angeordneten Hubrings rotiert. Der Hubring besitzt eine zur Drehachse des Rotors nicht koaxial verlaufende Kontur und bildet wenigstens einen Pumpenraum aus. Der Rotor besitzt radial verlaufende Schlitze, in denen radial bewegliche Flügel angeordnet sind. Bei Rotation des Rotors werden die Flügel an der Kontur des Hubrings entlanggeführt, wobei zwischen zwei benachbarten Flügeln jeweils Kammern mit sich verändernden Volumina vorhanden sind. Entsprechend der Drehbewegung des Rotors wird hierbei ein Saugbereich und ein Druckbereich ausgebildet, wobei der Saugbereich im Bereich sich vergrößernder Volumina und der Druckbereich im Bereich sich verkleinernder Volumina angeordnet ist. Der Saugbereich ist mit einem Sauganschluß der Flügelzellenmaschine und der Druckbereich mit einem Druckanschluß der Flügelzellenmaschine verbunden, so daß ein Fluid, beispielsweise Öl, gefördert werden kann.Vane cell machines of the generic type are known. They have a rotor that is inside a cam ring arranged in a housing rotates. The cam ring has one to the axis of rotation of the rotor non-coaxial contour and at least forms a pump room. The rotor has radial running slots in which radially movable wings are arranged. When the rotor rotates the wings are guided along the contour of the cam ring, with chambers between two adjacent wings with changing volumes. According to the rotary motion of the rotor, a suction area and a pressure area are formed, wherein the suction area increases in the area Volumes and the pressure area in the area shrinking Volumes is arranged. The suction area is with a suction connection of the vane machine and the pressure area with a pressure connection Vane machine connected so that a fluid for example oil.
Es ist bekannt, eine sogenannte Unterflügelpumpe auszubilden, die eine im Saugbereich angeordnete Unterflügelniere aufweist. Die Unterflügelniere ist über eine Fluidverbindung in einer den Pumpenraum begrenzenden Seitenfläche angeordnet. Diese Unterflügelniere ist mit dem Druckbereich der Flügelzellenpumpe verbunden. Die Unterflügelniere ist so angeordnet, daß sie sich im Bewegungsbereich von Unterflügelkammern befindet, die unterhalb der Flügel in den in den Rotor eingebrachten Schlitzen ausgebildet werden. Die Unterflügelniere erstreckt sich hierbei über einen bestimmten Drehwinkelbereich, so daß sich mehrere Unterflügelkammern gleichzeitig im Bereich der Unterflügelniere befinden. Es ergibt sich somit eine Fluidverbindung zwischen den Unterflügelkammern und der Unterflügelniere, deren Gesamtfläche der Summe der Teilflächen der einzelnen, gerade mit der Unterflügelniere in Kontakt stehenden Unterflügelkammern entspricht.It is known to design a so-called under-wing pump, the one lower wing kidney arranged in the suction area having. The underwing kidney is over a fluid connection in a delimiting the pump chamber Side surface arranged. This underwing kidney is with the pressure range of the vane pump connected. The lower wing kidney is arranged that they are in the range of motion of lower wing chambers located below the wings in the Rotor introduced slots are formed. The Lower wing kidney extends over one certain range of rotation, so that there are several Lower wing chambers at the same time in the area of the lower wing kidney are located. This results in a Fluid connection between the lower wing chambers and the lower wing kidney, the total area of which is the sum of the partial areas of the individual, especially with the lower wing kidney contacting lower wing chambers corresponds.
Entsprechend der Drehbewegung des Rotors, und damit der sich verändernden radialen Position der Flügel in den Schlitzen, verändern die Unterflügelkammern ihre -im Querschnitt gesehen- Flächen, so daß auch die Gesamtfläche variiert. Unter Gesamtfläche beziehungsweise Teilfläche der Fluidverbindung wird die freie Querschnittsfläche der Fluidverbindung zwischen der Unterflügelnut und der sich im Bereich einer Unterflügelnut befindenden Unterflügelkammern verstanden. Die Volumenstrompulsation der Unterflügelpumpe überlagert sich mit der Volumenstrompulsation der Oberflügelpumpe zu einer Gesamtvolumenstrompulsation der Flügelzellenpumpe.According to the rotary movement of the rotor, and thus the changing radial position of the wings in the slits, the lower wing chambers change their - Seen in cross section - areas, so that the total area varies. Under total area respectively Partial area of the fluid connection becomes the free one Cross-sectional area of the fluid connection between the Under wing groove and that in the area of an under wing groove understood under wing chambers. The volume flow pulsation of the underfloor pump is superimposed with the volume flow pulsation of the wing pump to a total volume flow pulsation of the Vane pump.
Bei bekannten Flügelzellenpumpen erstreckt sich die Unterflügelniere, die dem Saugbereich zugeordnet ist, über einen relativ großen Drehwinkelbereich des Rotors, so daß sich ebenfalls im Bewegungsbereich der Unterflügelkammern befindliche Unterflügel-Drucknieren nur über einen relativ kleinen Drehwinkelbereich erstrecken können. Diese Unterflügel-Drucknieren stehen ebenfalls über die Unterflügelkammern und einer, in einer zweiten Seitenfläche umlaufenden Nut oder vier Nieren, die untereinander Fluidverbindungen aufweisen, die zu den Unterflügelkammern offen ist, mit der Unterflügelniere in Verbindung. Durch die sich über einen relativ großen Winkelbereich erstreckende Unterflügelniere wird zwar ein relativ gutes Pulsationsverhalten erzielt, jedoch besitzt eine derartige Flügelzellenpumpe aufgrund der sich über einen relativ kurzen Drehwinkelbereich erstreckenden Unterflügel-Druckniere ein schlechtes Kaltstartverhalten. Die Unterflügel-Drucknieren erfahren über die Unterflügelniere, die Unterflügelkammern sowie die umlaufende Nut einen Druckaufbau, der der Einwärtsbewegung der Flügel bei deren Einfahren im Druckbereich der Flügelzellenpumpe entgegenwirkt und diese Einwärtsbewegung dämpfen soll. In known vane pumps, the Lower wing kidney, which is assigned to the suction area, over a relatively large rotation angle range of the rotor, so that also in the range of motion Lower wing pressure kidneys located under wing chambers only over a relatively small range of rotation angles can extend. These underwing pressure kidneys are standing also over the lower wing chambers and one, in a second side surface circumferential groove or four kidneys, which have fluid connections with each other, which is open to the lower wing chambers with of the underwing kidney. By yourself extending over a relatively large angular range Lower wing kidney does have a relatively good pulsation behavior achieved, but has one Vane pump due to the relative short under-wing pressure kidney poor cold start behavior. The underwing pressure kidneys learn about the underwing kidney, the lower wing chambers and the surrounding one Use a pressure build-up that corresponds to the inward movement the wing when entering it in the pressure area counteracts the vane pump and this inward movement should dampen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flügelzellenmaschine, insbesondere Flügelzellenpumpe der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die sich durch ein gutes Pulsationsverhalten der Unterflügelpumpe und durch ein gutes Kaltstartverhalten auszeichnet.The invention has for its object a vane machine, in particular vane pump the Generic type to create, which is characterized by a good pulsation behavior of the underfloor pump and characterized by good cold start behavior.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Flügelzellenmaschine, insbesondere Flügelzellenpumpe, gelöst, die die in Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist. Dadurch, daß die Unterflügelniere sich über einen Drehwinkelbereich von vorzugsweise 58° bis 71° erstreckt und die Gesamtfläche der Fluidverbindung bei Rotation des Rotors im wesentlichen konstant bleibt, ist es möglich, eine geringe Pulsation durch die im wesentlichen kostant bleibende Gesamtfläche der Fluidverbindung zu erreichen und gleichzeitig aufgrund der sich lediglich über einen Drehwinkelbereich von 58° bis 71° erstreckenden Unterflügelniere Platz über einen größeren Drehwinkelbereich zur Verfügung zu haben, der für die Ausbildung der Unterflügel-Druckniere zur Verfügung steht, so daß hierdurch ein gutes Kaltstart- und Hochdrehzahlverhalten gewährleistet ist. Durch die Erstreckung der Unterflügelniere über einen Drehwinkelbereich von 58° bis 71° wird erreicht, daß bei einer insbesondere zehnflügeligen Flügelzellenmaschine gerade eine Unterflügelkammer in den Bereich der Unterflügelniere einläuft, während eine weitere Unterflügelkammer gerade aus dem Bereich der Unterflügelniere ausläuft. Der tatsächliche Drehwinkelbereich, über den sich die Unterflügelniere erstreckt, richtet sich nach der -in Drehrichtung gesehenen- Breite der Unterflügelkammern. Je breiter die Unterflügelkammern sind, um so geringer ist der Drehwinkelbereich zu wählen, über den sich die Unterflügelniere erstreckt.According to the invention, this object is achieved with a vane machine, in particular vane pump, solved, which has the features mentioned in claim 1. Because the lower wing kidney over a rotation angle range of preferably 58 ° to 71 ° extends and the total area of the fluid connection essentially constant with rotation of the rotor remains, it is possible to get a little pulsation through the essentially cost-effective total area to achieve the fluid connection and at the same time due to the fact that it only covers a range of rotation angles lower wing kidney extending from 58 ° to 71 ° Space is available over a larger angle range to have the one for training the underwing pressure kidney is available, so that this good cold start and high speed behavior is guaranteed. By extending the lower wing kidney over a rotation angle range of 58 ° to 71 ° is achieved in that in particular a ten-winged Vane machine just a lower wing chamber enters the area of the lower wing kidney, while another lower wing chamber just leaks from the area of the lower wing kidney. Of the actual range of rotation angle over which the The underwing kidney extends according to the -in Direction of rotation seen - width of the lower wing chambers. The wider the lower wing chambers are, around so the angle of rotation range is to be chosen over which extends the underwing kidney.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Unterflügelniere und der der Unterflügelniere gegenüberliegende Nutabschnitt eine sich über dem Drehwinkel der Flügel identisch verändernde Kontur aufweisen, das heißt, diese sind spiegelbildlich ausgebildet. Hierdurch wird erreicht, daß die sich über die Drehbewegung des Rotors verändernden Flächen der einzelnen Unterflügelkammern (Teilflächen) entsprechend der momentanen Stellung des Rotors berücksichtigt werden und so eine im wesentlichen konstante Gesamtfläche der Fluidverbindung über die gesamte Unterflügelniere gewährleistet werden kann. Insbesondere ist bevorzugt, wenn ein sich, vorzugsweise kontinuierlich, verringernder Konturabschnitt, bei Flügelzellenpumpenbetrieb in Drehrichtung des Rotors betrachtet, am Ende der Unterflügelnut vorgesehen ist. Hierdurch wird sehr vorteilhaft ein Flächenzuwachs durch eine Unterflügelkammer, die gerade in den Bereich der Unterflügelniere einfährt, ausgeglichen, so daß die Gesamtfläche im wesentlichen konstant gehalten werden kann.In a preferred embodiment of the invention, that the underwing kidney and that of the underwing kidney opposite groove section one Identically changing over the angle of rotation of the wings Show contour, that is, they are mirror images educated. This ensures that the changing over the rotary movement of the rotor Areas of the individual lower wing chambers (partial areas) according to the current position of the rotor be taken into account and so essentially one constant total area of the fluid connection over the entire lower wing kidney can be guaranteed. It is particularly preferred if one is, preferably continuous, reducing contour section, with vane pump operation in the direction of rotation of the rotor considered, provided at the end of the lower wing groove is. As a result, an increase in area is very advantageous through a lower wing chamber that just enters the area of the lower wing kidney, balanced, so the total area is essentially can be kept constant.
Ferner ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Unterflügelniere in bezug auf den Saugbereich derart angeordnet ist, daß das Einfahren einer Unterflügelkammer in den Bereich der Unterflügelniere und das gleichzeitige Ausfahren einer weiteren Unterflügelkammer aus dem Bereich der Unterflügelniere in einer Winkelstellung des Rotors erfolgt, in der der kinematische Volumenstrom der Unterflügelpumpe ihr Minimum aufweist. Hierdurch wird erreicht, daß der Volumenstromverlauf in diesem Zeitpunkt eine geringe Steilheit aufweist, so daß die Volumenstrompulsation der Unterflügelpumpe durch die Flächenumschaltung nur minimal beeinflußt wird.Furthermore, in a preferred embodiment of the invention provided that the underwing kidney with respect to the Suction area is arranged so that the retraction an under-wing chamber in the area of the under-wing kidney and extending another one at the same time Lower wing chamber from the area of the lower wing kidney in an angular position of the rotor, in which the kinematic volume flow of the underfloor pump has its minimum. This will achieved that the flow rate at this time has a low slope, so that Volume flow pulsation of the underfloor pump through the Area switching is influenced only minimally.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further advantageous embodiments of the invention result from the rest, in the subclaims mentioned features.
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- Figur 1
- eine Draufsicht auf eine geöffnete Flügelzellenpumpe;
- Figur 2
- den Verlauf des Hubes über dem Drehwinkel;
- Figur 3
- den Verlauf der radialen Geschwindigkeit eines Flügels über dem Drehwinkel;
- Figur 4
- den Volumenstromverlauf der Unterflügelpumpe;
- Figur 5
- eine Veränderung von Flächen von Unterflügelkammern über dem Drehwinkel der Flügelzellenpumpe gemäß Figur 1;
- Figur 6
- eine Draufsicht auf eine erste Seitenfläche der Flügelzellenpumpe;
- Figur 7
- eine Draufsicht auf eine zweite Seitenfläche der Flügelzellenpumpe und
- Figur 8
- eine Draufsicht auf die übereinandergelegten Seitenflächen der Flügelzellenpumpe gemäß Figur 6 und 7.
- Figure 1
- a plan view of an open vane pump;
- Figure 2
- the course of the stroke over the angle of rotation;
- Figure 3
- the course of the radial speed of a wing over the angle of rotation;
- Figure 4
- the flow rate of the underfloor pump;
- Figure 5
- a change in areas of under-wing chambers over the angle of rotation of the vane pump according to Figure 1;
- Figure 6
- a plan view of a first side surface of the vane pump;
- Figure 7
- a plan view of a second side surface of the vane pump and
- Figure 8
- a plan view of the superimposed side surfaces of the vane pump according to Figures 6 and 7.
Figur 1 zeigt eine Teilansicht einer geöffneten, als
Flügelzellenpumpe 10 ausgebildeten Flügelzellenmaschine.
Die Flügelzellenpumpe 10 besitzt einen innerhalb
eines Gehäuses 12 drehfest angeordneten Hubring
14. Der Hubring 14 schließt einen Innenraum 16 ein,
innerhalb dessen ein Rotor 18 angeordnet ist. Eine im
folgenden als Kontur 20 bezeichnete Innenkontur des
Hubrings 14 ist so gewählt, daß sich zwei diametral
gegenüberliegende Pumpenräume 22 zwischen dem Außenumfang
des Rotors 18 und der Innenfläche des Hubrings
14 ergeben. Hierzu weist die Kontur 20 einen sogenannten
Kleinkreis 24 auf, dessen Durchmesser im wesentlichen
dem Außendurchmesser des Rotors 18 entspricht.
Ferner weist die Kontur 20 einen sogenannten
Großkreis 26 auf, dessen Durchmesser größer ist als
der Außendurchmesser des Rotors 18, so daß es zur
Ausbildung der Pumpenräume 22 kommt. Die Übergangsbereiche
zwischen dem Kleinkreis 24 und dem Großkreis
26 besitzen einen bestimmten Verlauf, auf den anhand
von Figur 2 und 3 noch näher eingegangen wird. Figure 1 shows a partial view of an open, as
Der Rotor 18 weist über seine Umfangsfläche 28 verteilt
radial verlaufende Schlitze 30 auf. Im gezeigten
Beispiel sind insgesamt zehn Schlitze 30 mit einer
gleichmäßigen Winkelteilung eingebracht, das
heißt, die Schlitze 30 sind jeweils um 36° in Umfangsrichtung
zueinander beabstandet. Innerhalb der
Schlitze 30 sind radial bewegliche Flügel 32', 32''
und 32''' angeordnet, von denen aus Gründen der Übersichtlichkeit
nur drei dargestellt sind. Die Schlitze
30 und die Flügel erstrecken sich über die gesamte
Breite des Rotors 18.The
Jedem Pumpenraum 22 sind ein Saugbereich 34 und ein
Druckbereich 36 zugeordnet. Der Saugbereich 34 ist
über eine Saugniere 38 mit einem Sauganschluß der
Flügelzellenpumpe 10 verbunden, während der Druckbereich
36 über eine Druckniere 40 mit einem Druckanschluß
der Flügelzellenpumpe 10 verbunden ist.Each
Der Innenraum 16 und damit die Pumpenräume 22 sind
beidseitig von Seitenflächen 56 und 58 (Figuren 6 bis
8) verschlossen, von denen die eine in Figur 1 nicht
dargestellt ist, so daß man quasi in den Pumpenraum
16 hineinsieht. Die Seitenflächen sind fest mit dem
Gehäuse 12 und/oder dem Hubring 14 verbunden und liegen
dicht an den Seitenflächen des Rotors 18 beziehungsweise
den Seitenkanten der Flügel 32 an. Hierdurch
sind die Pumpenräume 22 nahezu druckdicht verschlossen.The interior 16 and thus the
Die eine der Seitenflächen, die beispielsweise von
dem Gehäuse 12 ausgebildet wird, besitzt jedem Saugbereich
eines Pumpenraumes 22 zugeordnet eine Unterflügelniere
42, die über eine nicht näher dargestellte
Fluidverbindung mit dem Druckbereich der Flügelzellenpumpe
10 in Verbindung steht. Die Unterflügelniere
42 erstreckt sich über einen Winkel α von
70°. Der Winkel α von 70° ist für das gezeigte Ausführungsbeispiel
gewählt und kann bei anderen Ausführungsbeispielen,
auf die später noch Bezug genommen
wird, in einem Bereich zwischen 58° und 71°
liegen.One of the side surfaces, for example by
the
Die Unterflügelnieren 42 liegen in einem Bewegungsbereich
von Unterflügelkammern 44, die innerhalb des
Rotors 18 zwischen den Flügeln 32 und dem Grund der
Schlitze 30 ausgebildet sind. Ferner ist im Bewegungsbereich
der Unterflügelkammern 44 winkelversetzt
zu den Unterflügelnieren 42 jeweils eine UnterflügelDruckniere
46 angeordnet. Die Unterflügel-Drucknieren
46 werden von Vertiefungen in der Seitenfläche gebildet
und besitzen in Draufsicht gesehen eine noch zu
erläuternde Kontur.The
Die Unterflügelnieren 42 besitzen in Draufsicht gesehen
eine Kontur, die sich dadurch auszeichnet, daß in
Drehrichtung 48 des Rotors 18 gesehen, zunächst ein
erster konstanter Konturabschnitt 50 vorgesehen ist,
dessen radiale innere und äußere Begrenzungsfläche im
wesentlichen konzentrisch zueinander verlaufen. Der
erste Konturabschnitt 50 geht in einen, hauptsächlich
durch den Flügelverlauf bestimmten, sich vorzugsweise
kontinuierich erweiternden Konturabschnitt 52 über,
an den sich schließlich ein sich vorzugsweise kontinuierlich
verjüngender Konturabschnitt 54 schließt.The
Die weitere, in Figur 1 nicht dargestellte Seitenfläche,
die beispielsweise von einem Deckel der Flügelzellenpumpe
10 gebildet sein kann, besitzt eine im
Bewegungsbereich der Unterflügelkammern 44 umlaufende
Nut, die in Richtung der Unterflügelkammern offen
ist. Diese Nut besitzt eine Kontur, die gegenüberliegend
der Unterflügelnieren 42 und der UnterflügelDrucknieren
46 exakt den gleichen Konturverlauf wie
die Unterflügelnieren 42 und die Unterflügel-Drucknieren
46 aufweist. Diese umlaufende Nut ist jedoch
durchgehend ausgebildet, so daß eine durchgehende
Fluidverbindung über den gesamten Umfang der Nut gewährleistet
ist.The further side surface, not shown in FIG. 1,
for example from a cover of the
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Nut
auch von vier Nieren gebildet sein, die untereinander
in Fluidverbindung stehen. Diese Nieren befinden sich
der Lage nach in direkter Zuordnung zu den Unterflügelnieren
42 und den Unterflügel-Drucknieren 46.
Die Fluidverbindung kann in der Seitenfläche oder im
Rotor ausgebildet sein.According to a further embodiment, the groove
also be formed by four kidneys, one below the other
are in fluid communication. These kidneys are located
according to the position in direct association with the
Die Funktion der Flügelzellenpumpe 10 ist allgemein
bekannt, so daß hier nur das Wesentliche angegeben
wird. Über eine nicht dargestellte Antriebsachse wird
der Rotor 18 in Drehbewegung -in Drehrichtung 48-versetzt,
wodurch die Flügel 32', 32'' und 32''' an
der Kontur 20 entlanggeführt werden. Im Übergang vom
Kleinkreis 24 zum Großkreis 26 werden die Flügel radial
nach außen gefahren, so daß sich zwischen zwei
benachbarten Flügeln eine Kammer mit sich vergrößerndem
Volumen bildet. Hierdurch wird über die Saugniere
38 ein Fluid im Saugbereich 34 angesaugt. Im Übergangsbereich
zwischen dem Großkreis 26 und dem Kleinkreis
24, dem Druckbereich 36, werden die Flügel 32
radial nach innen gedrängt, so daß sich das Volumen
der Kammer zwischen zwei benachbarten Flügeln 32 verringert
und ein hier zuvor angesaugtes Fluid über die
Drucknieren 40 ausgepreßt wird. Entsprechend der
Drehzahl des Rotors 18 stellt sich somit ein bestimmter
Volumenstrom eines geförderten Fluids ein. Dieses
geförderte Fluid steht über die nicht dargestellte
Verbindung auch in den den Saugbereichen 34 zugeordneten
Unterflügelnieren 42 an. An den Unterflügelnieren
42 werden die Unterflügelkammern 44 vorbeibewegt.
Da die Flügel 32 im Saugbereich 34 radial
nach außen fahren, vergrößert sich in diesem Bereich
die freie Querschnittsfläche zwischen den Unterflügelkammern
44 und der Unterflügelniere 42. Das in die
Unterflügelkammern 44 geförderte Fluid drückt von
unten die Flügel 32 radial nach außen. Hierdurch wird
gewährleistet, daß diese sicher an der Innenkontur 20
anliegen und somit benachbarte Kammern zwischen
jeweils zwei Flügeln 32 abgedichtet sind. Entsprechend
der Stellung des Rotors 18 befinden sich immer
wenigstens zwei Unterflügelkammern 44 im Bereich
einer Unterflügelniere 42. Hierdurch ergibt sich eine
Gesamtsumme einer Fläche, die sich aus den Teilflächen
der gerade im Bereich der Unterflügelniere 42
sich befindenden Unterflügelkammern 44 gebildet wird.
Über die Nut in der nicht dargestellten Seitenplatte
besteht eine Fluidverbindung zwischen den Unterflügelnieren
42, den gerade mit diesen sich überdeckenden
Unterflügelkammern 44 sowie der Nut mit den
Unterflügel-Drucknieren 46. Hierdurch wirkt ein Druck
auch im Druckbereich 36 der Flügelzellenpumpe 10
radial auf die Flügel nach außen, so daß diese bei
ihrem radialen Einfahren eine Dämpfung ihrer Bewegung
erfahren.The function of the
Die sich bewegenden Flügel und die damit sich verändernden
Unterflügelkammervolumina erzeugen in Summe
einen pulsierenden Volumenstrom (Unterflügelpumpe),
der über obengenannte Fluidverbindung zum Druckbereich
der Pumpe Verbindung hat. Der Volumenstrom und
die Geschwindigkeit des Fluidstroms ist wiederum abhängig
von der Veränderlichkeit obengenannter Gesamtfläche.
Diese Volumenstrompulsation überlagert die
Volumenstrompulsation der Oberflügelpumpe mit entgegengesetztem
Vorzeichen, so daß insgesamt ein Ausgleich
der Volumenstrompulsation in der gesamten Flügelzellenpumpe
10 erfolgt. Die Volumenstrompulsation
der Unterflügelpumpe ist somit in bestimmten Grenzen
erwünscht. Diese Volumenstrompulsation der Unterflügelpumpe
ist im wesentlichen abhängig von der Kinematik
der Flügelzellenpumpe 10, das heißt der Drehzahl
des Rotors 18 sowie der radialen Bewegung der
Flügel und der Gesamtfläche der gerade in Überdeckung
mit der Unterflügelniere 42 sich befindenden Unterflügelkammern
44.The moving wings and the changing ones
Total underfloor chamber volumes
a pulsating volume flow (under-wing pump),
the above fluid connection to the pressure area
the pump is connected. The volume flow and
the speed of the fluid flow is in turn dependent
of the variability of the total area mentioned above.
This volume flow pulsation is superimposed on the
Volume flow pulsation of the upper wing pump with opposite
Sign, so that a total compensation
the volume flow pulsation in the
In den Figuren 2 und 3 ist eine Abwicklung der Kontur
20 des Hubrings 14 über dem Drehwinkel eines Flügels
32', 32'', 32''' dargestellt. Die Betrachtung erfolgt
ausgehend von einem in Figur 1 mit A bezeichneten
Punkt, der dem Nullpunkt entspricht, über eine volle
Umdrehung von 360°. Figur 2 zeigt hierbei den radialen
Hub H eines Flügels, während Figur 3 die radiale
Geschwindigkeit v des Flügels 32', 32'', 32'''
zeigt.In Figures 2 and 3 is a development of the
Anhand des Hubverlaufes in Figur 2 wird deutlich, daß
die Flügel vom Punkt A beginnend, zunächst im Kleinkreis
24 keinen Hub erfahren. Nachfolgend folgt ein
ansteigender Ast, der dem Durchfahren des Saugbereichs
34 entspricht. Innerhalb des Saugbereichs 34
liegt ein Punkt B, bei dem ein sogenannter Wendepunkt
liegt, das heißt, bis zu dem Punkt B steigt der radiale
Hub H progressiv an. Der Flügel bewegt sich
dabei mit einer stetig steigenden radialen Geschwindigkeit
v (Figur 3). Ab dem Punkt B sinkt die radiale
Geschwindigkeit v durch den degressiven Verlauf des
Hubs H auf den Wert Null ab, wobei der Flügel 32 an
dieser Stelle in den Großkreis 26 einläuft. Innerhalb
des Großkreises 26 bleibt die radiale Geschwindigkeit
v im wesentlichen auf einem Wert nahe Null, bis der
Flügel 32 in den Druckbereich 36 einfährt. Während
des Durchfahrens des Druckbereiches 36 nimmt der
radiale Hub H bis auf den Minimalwert im Kleinkreis
24 ab. Hierbei ergibt sich bis zu einem Wendepunkt C,
eine betragsmäßig größer werdende negative, das heißt
radial einwärts gerichtete, radiale Geschwindigkeit
v. Ab dem Wendepunkt C wird die Geschwindigkeit v
dann bis zum Erreichen des Kleinkreises 24 wiederum
betragsmäßig kleiner und steigt bis auf den Nullwert
an. Durch den doppelhubigen Aufbau der Flügel-zellenpumpe
10 wiederholt sich der radiale Hub H beziehungsweise
der Verlauf der radialen Geschwindigkeit v
für jeden Flügel 32. Die radiale Geschwindigkeit v
ist direkt proportional dem Volumenstrom, den ein
Flügel 32 während einer Umdrehung des Rotors 18 bei
einer Flügelzellenpumpe 10 erzeugt.From the course of the stroke in Figure 2 it is clear that
the wings starting from point A, initially in a
In Figur 4 ist der Volumenstrom Q der Unterflügelpumpe
gezeigt. Der hier wiedergegebene Volumenstrom Q
wird durch eine in Figur 1 dargestellte Flügelzellenpumpe
10 mit zehn um 36° zueinander versetzten
Flügeln 32 realisiert. Der Volumenstrom Q pulsiert
hierbei um einen Fixpunkt (Nullinie), wobei die von
der Kurve eingeschlossene Fläche unterhalb der Linie
einem Ansaugen der Unterflügelpumpe entspricht und
die von der Kurve oberhalb der Nullinie eingeschlossene
Fläche einem Drücken der Unterflügelpumpe entspricht.
Ein Minimum dieses Verlaufs wird bestimmt
durch den mit Punkt B bezeichneten Wendepunkt im
ansteigenden Ast des Hubes H, der mit dem Maximum der
radialen Geschwindigkeit v zusammenfällt. Das Maximum
des Volumenstroms Q fällt zusammen mit dem Punkt C
bezeichneten Wendepunkt im fallenden Ast des Hubes H,
der mit dem Minimum der radialen Geschwindigkeit v
zusammenfällt. In den Figuren 2 und 3 erfolgte die
Definition der Punkte B und C jeweils für einen
Flügel, während in Figur 4 der Verlauf des Volumenstroms
Q für die Überlagerung von insgesamt zehn
Flügeln dargestellt ist. In Figure 4, the volume flow Q of the under-wing pump
shown. The volume flow Q shown here
is by a vane pump shown in Figure 1
10 offset by ten by 36 ° to each
In Figur 5 ist in einer oberen Kennlinie die Gesamtsumme
der Flächen der Unterflügelkammern 44 dargestellt,
die gerade mit der Unterflügelniere 42 sowie
der gegenüberliegenden Nut in Kontakt stehen. Bei den
in Figur 1 gezeigten Momentaufnahmen eines sich drehenden
Rotors 18 sind diese Flächen schwarz gekennzeichnet.
Es wird deutlich, daß ein erster Flügel 32'
gerade in den Bereich der Unterflügelniere 42 einläuft,
ein zweiter Flügel 32'' gerade den ansteigenden
Konturabschnitt 52 erreicht, während ein dritter Flügel
32''' gerade den Bereich der Unterflügelniere 42
verläßt. Die Gesamtfläche setzt sich somit aus insgesamt
drei Teilflächen -bezogen auf die in Figur 1
gezeigte Momentaufnahme- zusammen. Entsprechend der
Rotation des Rotors 18, damit aller Flügel 32 der
Flügelzellenpumpe und somit der Unterflügelkammern
44, ergibt sich der in Figur 5 oben dargestellte Gesamtflächenverlauf
über dem Drehwinkel. Anhand der
Darstellung wird deutlich, daß dieser Flächenverlauf,
abgesehen von geringfügigen Schwankungen, im wesentlichen
konstant verläuft und die Abweichungen von dem
Fixwert (x-Linie) relativ gering sind. Dies wird insbesondere
durch die hier beschriebene Kontur der
Unterflügelniere 42 sowie der gegenüberliegenden Nut
erzielt. In Figur 5 unten ist der Einzelflächenverlauf
von drei Unterflügelkammern 44 dargestellt, wobei
klar ist, daß sich bei dem Ausführungsbeispiel in
Figur 1 eine Überlagerung von den Flächenverläufen
von insgesamt zehn Unterflügelkammern 44 ergibt.The total sum is in an upper characteristic curve in FIG
the surfaces of the
Anhand der unteren Darstellung in Figur 5 soll verdeutlicht
werden, daß der Flächenverlauf einer einzelnen
Unterflügelkammer 44 einerseits von dem
radialen Hub des Flügels 32 und andererseits der
Kontur der Unterflügelniere 42 entscheidend abhängt.The figure below is used to illustrate
be that the surface course of an individual
Zur Verdeutlichung der Zusammenhänge ist ein Abschnitt
a über einen Winkelbereich sowohl in Figur 4
und Figur 5 gekennzeichnet. Dieser Abschnitt a repräsentiert
einerseits den Abschnitt, in dem die Gesamtfläche
der Unterflügelkammern 44 geringfügig kleiner
ist als der angenommene Fixwert. Durch die hier beschriebene
Auslegung und Anordnung der Kontur der
Unterflügelniere ist dieser Abschnitt so gelegt, daß
er mit dem Minimum des Volumenstroms Q der Unterflügelkammern
zusammenfällt. Das Minimum wird bestimmt
-wie bereits erläutert- durch den mit Punkt B
bezeichneten Wendepunkt der Kontur 20. Die Unterflügelniere
42 ist nun derart in der Seitenfläche
ortsfest angeordnet, der sich in bezug auf den Punkt
B folgendes ergibt: der Flügel 32' fährt gerade in
den Bereich der Unterflügelniere 42 ein, während der
Flügel 32''' gerade aus dem Bereich der Unterflügelniere
42 ausfährt. Hiermit findet zu diesem Zeitpunkt
eine Flächenumschaltung bei der Überlagerung der Gesamtfläche
aller im Bereich der Unterflügelniere 42
sich befindenden Unterflügelkammern 44 statt. Anhand
der unteren Darstellung in Figur 5 soll dies verdeutlicht
werden, wobei zu erkennen ist, daß der Flächenverlauf
der Unterflügelkammer 44''' im Bereich
des Punktes B beziehungsweise des Abschnittes a gerade
anfängt, einen mengenmäßigen Beitrag zur Gesamtfläche
zu leisten, während die Fläche der Unterflügelkammer
44' gerade ihren Anteil zur Gesamtfläche
beendet. Der Hauptanteil an der Gesamtfläche wird in
dem Momemt von der Unterflügelkammer 44'' übernommen.
Dies wird erreicht, indem die Unterflügelniere 42
sich über einen Winkelbereich des Winkels α von 70°
erstreckt und die gedachte Mitte beziehungsweise Winkelhalbierende
dieses Winkels mit dem Punkt B zusammenfällt,
beziehungsweise die Mitte der Unterflügelniere
42 in einem Winkelbereich von ± 5° zum Punkt B
liegt.There is a section to clarify the connections
a over an angular range both in FIG. 4
and Figure 5 marked. This section represents a
on the one hand the section in which the total area
the
Die Winkelerstreckung des Winkels α kann in Abhängigkeit
von dem tatsächlichen Aufbau der Flügelzellenpumpe
10, insbesondere der Breite der Schlitze 30 und
somit der Unterflügelkammern 44, variieren. Der Winkel
α wird um so kleiner, je breiter die Schlitze 30
in ihren mit der Unterflügelniere 42 in Kontakt kommenden
unteren Bereich sind. Ferner ist der Winkel α
auch von der Art der Ausbildung des Untergrundes,
einfacher Schlitz mit Radius oder Schlitz mit zusätzlicher
Erweiterung am Schlitzgrund in sogenannter
Tropfenform, abhängig.The angular extent of the angle α can be dependent
from the actual structure of the
Durch die hier beschriebene Anordnung der Unterflügelniere
42 wird erreicht, daß das Umschalten der
Gesamtfläche von einer gerade die Unterflügelniere 32
verlassenden Unterflügelkammer 44 zu einer gerade in
die Unterflügelniere 32 einlaufenden Unterflügelkammer
44 im Minimum der kinematischen Volumenstrompulsation
der Unterflügelpumpe liegt. In diesem
Bereich hat der anliegende Volumenstrom Q einen
kleinen Gradienten (Steilheit), so daß sich dies
positiv auf die gesamte Volumenstrompulsation der
Flügelzellenpumpe 10 auswirkt. Ferner trägt die im
wesentlichen konstante Gesamtfläche der gerade mit
der Unterflügelniere 42 in Kontakt stehenden Unterflügelkammern
44 zu einem guten Pulsationsverhalten
der Unterflügelpumpe bei.Due to the arrangement of the lower wing kidney described here
42 is achieved that the switching of
Total area of one just the
Anhand der unteren Darstellung in Figur 5 wird noch
der Einfluß des kontinuierlich sich vergrößernden
Konturabschnittes 52 und des sich kontinuierlich verjüngenden
Konturabschnittes 54 der Unterflügelniere
42 deutlich. Durch die Ausgestaltung dieser Abschnitte
kommt es in der Überlagerung der Flächen gemäß der
in Figur 5 oben gezeigten Darstellung zu einer zusätzlichen
Homogenisierung, das heißt, die Gesamtfläche
bleibt im wesentlichen konstant. Hierdurch wird
erreicht, daß ein mit dem Doppelpfeil gekennzeichneter
Abfall der Gesamtfläche so gering wie möglich
ist.Based on the lower representation in Figure 5 is still
the influence of the continuously increasing
In den Figuren 6 bis 8 sind die zuvor erläuterten,
jedoch in Figur 1 nicht dargestellten Seitenflächen
56 und 58 gezeigt. Figur 6 zeigt die Seitenfläche 56,
die beispielsweise Bestandteil des Gehäuses 12 der
Flügelzellenpumpe 10 sein kann. In Figur 7 ist die
Seitenfläche 58 gezeigt, die beispielsweise durch
einen Deckel der Flügelzellenpumpe 10 gebildet werden
kann. Die Seitenflächen 56 und 58 liegen beidseitig
an dem Pumpenraum 16 an. Die Seitenfläche 56 besitzt
die, hier schraffiert dargestellten, Unterflügelnieren
42. Ferner sind hier die Unterflügel-Drucknieren
46, die Drucknieren 40 sowie die Saugnieren 38 vorgesehen.
Es wird deutlich, daß die Unterflügel-Drucknieren
46 sich über einen relativ großen Winkelbereich
von zirka 90° erstrecken und einen ersten
Abschnitt 60 aufweisen, der -im Querschnitt beziehungsweise
in radialer Richtung gesehen-, eine relativ
breite Struktur aufweist. Der Abschnitt 60 geht
in einen Abschnitt 61 über, dessen Breite der in
radialer Richtung gemessenen Breite der Nut 62 entspricht.
Hierdurch wird ein gutes Kaltstart- und
Hochdrehzahlverhalten der Flügelzellenpumpe 10 erreicht.
Somit zeichnet sich die Flügelzellenpumpe 10
durch ein gutes Kaltstart- und Hochdrehzahlverhalten
sowie aufgrund der Ausbildung und Anordnung der Unterflügelniere
42 durch eine bereits ausführlich erläuterte
geringe Pulsation aus.FIGS. 6 to 8 show the previously explained
however, side faces not shown in FIG. 1
56 and 58 shown. FIG. 6 shows the
In Figur 7 ist die umlaufende Nut 62 zu erkennen, die
in die Seitenfläche 58 eingearbeitet ist und zum Pumpenraum
16 hin offen ist. Die Nut 62 besitzt eine
Kontur, die identisch ist mit der Kontur der Unterflügelnieren
42 und der Unterflügel-Drucknieren 46.
In der Figur 8 ist dies in der übereinandergelegten
Darstellung der Seitenflächen 56 und 58 zu erkennen.
In Figur 8 ist die untenliegende Seitenfläche 58 mit
der darübergeklappten, zu Figur 6 spiegelverkehrt
dargestellten Seitenfläche 56 dargestellt, so daß
sich die Kontur der Unterflügelnieren 42 sowie der
Unterflügel-Drucknieren 46 mit den entsprechenden
Konturabschnitten der Nut 62 exakt decken. Hierdurch
wird sichergestellt, daß an der Verbindung zwischen
den Unterflügelkammern 44 und der Nut 62 genau die
gleichen Flächenverhältnisse herrschen wie an der
Verbindung der Unterflügelkammern 44 zu den Unterflügelnieren
42 beziehungsweise den Unterflügel-Drucknieren
46. Die Nut 62 besitzt lediglich noch die hier
mit 64 bezeichneten Verbindungen, die eine Fluidverbindung
zwischen den Unterflügelnieren 42 über die
Unterflügelkammern 44 sowie Nut 62 mit den Unterflügel-Drucknieren
46 bilden.The
Claims (12)
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19654831 | 1996-12-23 | ||
DE19654831 | 1996-12-23 | ||
DE19710378 | 1997-03-13 | ||
DE19710378A DE19710378C1 (en) | 1996-12-23 | 1997-03-13 | Sliding-vane-type rotary pump |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP0851123A2 true EP0851123A2 (en) | 1998-07-01 |
EP0851123A3 EP0851123A3 (en) | 1999-06-09 |
EP0851123B1 EP0851123B1 (en) | 2003-07-09 |
Family
ID=26032893
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP97121017A Expired - Lifetime EP0851123B1 (en) | 1996-12-23 | 1997-11-29 | Vane pump |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6244830B1 (en) |
EP (1) | EP0851123B1 (en) |
JP (1) | JP4141522B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10015020A1 (en) * | 2000-03-25 | 2001-09-27 | Zf Lenksysteme Gmbh | Positive displacement pump |
US8992184B2 (en) | 2009-06-12 | 2015-03-31 | Mahle International Gmbh | Lubricant pump system |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997027883A1 (en) * | 1996-02-01 | 1997-08-07 | Daiken Iki Co., Ltd. | Method for disposal of waste liquid including humor, and apparatus therefor |
US6655936B2 (en) * | 2001-11-14 | 2003-12-02 | Delphi Technologies, Inc. | Rotary vane pump with under-vane pump |
JP4193554B2 (en) | 2003-04-09 | 2008-12-10 | 株式会社ジェイテクト | Vane pump |
CN101052806B (en) * | 2003-06-30 | 2010-12-08 | 卢克汽车-液压***两合公司 | Vane pump or roller vane pump |
DE102004060551A1 (en) * | 2004-12-16 | 2006-06-22 | Robert Bosch Gmbh | Vane pump |
CA2679776A1 (en) * | 2008-10-08 | 2010-04-08 | Magna Powertrain Inc. | Direct control variable displacement vane pump |
JP5615826B2 (en) * | 2008-11-07 | 2014-10-29 | エスティーティー テクノロジーズ インコーポレイテッド ア ジョイント ヴェンチャー オブ マグナ パワートレイン インコーポレイテッド アンド エスエイチダブリュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Fully submerged integrated electric oil pump |
US8696326B2 (en) * | 2009-05-14 | 2014-04-15 | Magna Powertrain Inc. | Integrated electrical auxiliary oil pump |
DE102009048320A1 (en) * | 2009-10-05 | 2011-04-07 | Mahle International Gmbh | lubricant pump |
JP5514068B2 (en) * | 2010-10-22 | 2014-06-04 | カヤバ工業株式会社 | Vane pump |
DE102011084405B4 (en) * | 2011-10-13 | 2021-05-27 | Zf Friedrichshafen Ag | Suction-charged pump for pumping a liquid |
DE102013105436A1 (en) * | 2013-05-28 | 2014-12-04 | Zf Lenksysteme Gmbh | DISPLACEMENT PUMP, PARTICULARLY WING CELL PUMP |
DE102019127389A1 (en) | 2019-10-10 | 2021-04-15 | Schwäbische Hüttenwerke Automotive GmbH | Vane pump |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2097475A (en) * | 1981-04-23 | 1982-11-03 | Gen Motors Corp | Sliding-vane rotary pump |
US4697990A (en) * | 1985-01-25 | 1987-10-06 | Mannesmann Rexroth Gmbh | Variable capacity vane pump with means to vary the area of overlap |
US5147183A (en) * | 1991-03-11 | 1992-09-15 | Ford Motor Company | Rotary vane pump having enhanced cold start priming |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4183723A (en) * | 1975-04-30 | 1980-01-15 | Sundstrand Corporation | Rotary vane pump having multi-independent outputs due to stator surfaces of different contour |
US4355965A (en) * | 1980-02-04 | 1982-10-26 | Atlantic Richfield Company | Rotary sliding vane device with radial bias control |
US4354809A (en) * | 1980-03-03 | 1982-10-19 | Chandler Evans Inc. | Fixed displacement vane pump with undervane pumping |
JP2867285B2 (en) * | 1990-03-09 | 1999-03-08 | 自動車機器株式会社 | Vane pump |
DE4209840A1 (en) * | 1992-03-26 | 1993-09-30 | Zahnradfabrik Friedrichshafen | Vane pump |
-
1997
- 1997-11-29 EP EP97121017A patent/EP0851123B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-12-22 US US08/995,498 patent/US6244830B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-12-24 JP JP35450697A patent/JP4141522B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2097475A (en) * | 1981-04-23 | 1982-11-03 | Gen Motors Corp | Sliding-vane rotary pump |
US4697990A (en) * | 1985-01-25 | 1987-10-06 | Mannesmann Rexroth Gmbh | Variable capacity vane pump with means to vary the area of overlap |
US5147183A (en) * | 1991-03-11 | 1992-09-15 | Ford Motor Company | Rotary vane pump having enhanced cold start priming |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10015020A1 (en) * | 2000-03-25 | 2001-09-27 | Zf Lenksysteme Gmbh | Positive displacement pump |
US8992184B2 (en) | 2009-06-12 | 2015-03-31 | Mahle International Gmbh | Lubricant pump system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4141522B2 (en) | 2008-08-27 |
EP0851123A3 (en) | 1999-06-09 |
US6244830B1 (en) | 2001-06-12 |
EP0851123B1 (en) | 2003-07-09 |
JPH10196558A (en) | 1998-07-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0851123B1 (en) | Vane pump | |
DE19917506A1 (en) | Vane type variable delivery pump for power steering of motor vehicle | |
DE1134590B (en) | Gear pump | |
DE3334919A1 (en) | FLYER WHEEL PUMP WITH VARIABLE FLOW RATE | |
DE4119207C2 (en) | Hydraulic pump | |
DE2324002C3 (en) | Hydraulic vane pump | |
DE1653801A1 (en) | Capsule pump | |
DE3313612C2 (en) | ||
DE2253575A1 (en) | CONTROL UNIT FOR STEERING DEVICES OR THE LIKE | |
DE2835457C2 (en) | ||
DE4143466C2 (en) | Control disc for vane pump | |
DE3630528C2 (en) | ||
DE2109144A1 (en) | Vane pump with radially displaceable vanes arranged on a rotor | |
DE19623242C1 (en) | Vane pump | |
DE10156835C1 (en) | Rotary piston pump for conveying media comprises an annular piston having control pockets opening toward its axial end surface for controlling inlet and outlet openings | |
DE1728268A1 (en) | Vane pump or motor | |
DE19710378C1 (en) | Sliding-vane-type rotary pump | |
DE19754285A1 (en) | Cellular vane machine, especially cellular vane pump | |
EP0679808B1 (en) | Vane pump | |
DE2641328A1 (en) | LIQUID PUMP | |
DE3737961A1 (en) | Internal-gear pump | |
DE4109149A1 (en) | Aluminium alloy control disc for vane cell pump | |
DE2552454A1 (en) | Rotary piston pump for liquids - has rotor with relieved tooth tips for reducing excessive contact with chamber | |
DE3307099C2 (en) | ||
DE4322584C2 (en) | Internal gear machine (pump or motor) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A2 Designated state(s): DE FR GB IT |
|
AX | Request for extension of the european patent |
Free format text: AL;LT;LV;MK;RO;SI |
|
PUAL | Search report despatched |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013 |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A3 Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE |
|
AX | Request for extension of the european patent |
Free format text: AL;LT;LV;MK;RO;SI |
|
17P | Request for examination filed |
Effective date: 19991209 |
|
AKX | Designation fees paid |
Free format text: DE FR GB IT |
|
17Q | First examination report despatched |
Effective date: 20020422 |
|
GRAH | Despatch of communication of intention to grant a patent |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA |
|
RAP1 | Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred) |
Owner name: LUK FAHRZEUG-HYDRAULIK GMBH & CO. KG |
|
GRAH | Despatch of communication of intention to grant a patent |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA |
|
GRAA | (expected) grant |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210 |
|
AK | Designated contracting states |
Designated state(s): DE FR GB IT |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: GB Ref legal event code: FG4D Free format text: NOT ENGLISH |
|
REF | Corresponds to: |
Ref document number: 59710412 Country of ref document: DE Date of ref document: 20030814 Kind code of ref document: P |
|
RAP2 | Party data changed (patent owner data changed or rights of a patent transferred) |
Owner name: LUK FAHRZEUG-HYDRAULIK GMBH & CO. KG |
|
GBT | Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977) | ||
ET | Fr: translation filed | ||
PLBE | No opposition filed within time limit |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261 |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT |
|
26N | No opposition filed |
Effective date: 20040414 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: DE Ref legal event code: R082 Ref document number: 59710412 Country of ref document: DE Representative=s name: RAUSCH, GABRIELE, DIPL.-PHYS. DR.RER.NAT., DE |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: DE Ref legal event code: R082 Ref document number: 59710412 Country of ref document: DE Representative=s name: RAUSCH, GABRIELE, DIPL.-PHYS. DR.RER.NAT., DE Effective date: 20140910 Ref country code: DE Ref legal event code: R081 Ref document number: 59710412 Country of ref document: DE Owner name: MAGNA POWERTRAIN BAD HOMBURG GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: IXETIC BAD HOMBURG GMBH, 61352 BAD HOMBURG, DE Effective date: 20140910 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: IT Payment date: 20141124 Year of fee payment: 18 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: FR Ref legal event code: PLFP Year of fee payment: 19 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: GB Payment date: 20151118 Year of fee payment: 19 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: FR Payment date: 20151119 Year of fee payment: 19 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: IT Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20151129 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: DE Payment date: 20161121 Year of fee payment: 20 |
|
GBPC | Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee |
Effective date: 20161129 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: FR Ref legal event code: ST Effective date: 20170731 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: FR Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20161130 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: DE Ref legal event code: R071 Ref document number: 59710412 Country of ref document: DE |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: GB Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20161129 |