EP1225337A2 - Vane pump with capacity control - Google Patents
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- EP1225337A2 EP1225337A2 EP02001230A EP02001230A EP1225337A2 EP 1225337 A2 EP1225337 A2 EP 1225337A2 EP 02001230 A EP02001230 A EP 02001230A EP 02001230 A EP02001230 A EP 02001230A EP 1225337 A2 EP1225337 A2 EP 1225337A2
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- F04C2/32—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having both the movement defined in groups F04C2/02 and relative reciprocation between co-operating members
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Definitions
- the invention relates to the control device for a quantity-controllable Cell pump.
- variable-speed vane pump with a in the housing pivotally or slidably mounted cam ring, for example in the DE OS 20 15744 described above.
- a spring engaging directly on the cam ring forces in the standing state the stroke ring always in the direction of the maximum conveying effect.
- the cam ring In the operating state, the cam ring is clamped hydraulically, so that the internal disturbances of the system then in special operating areas of the Pump result in an undefined control behavior, which also unwanted by the speed, temperature and viscosity of the Medium is dependent.
- Control behavior in turn occurs mainly in the pressure range "internal" disturbing forces of the system.
- EP 1 043 504 A2 describes a mechanically compact actuating arrangement for presented the stroke ring of a variable-speed vane pump, the Control piston, or the control member is in turn hydraulically clamped.
- Pressure control loops also ensure tightness Sealing elements required, so that again high manufacturing and Assembly expenses occur, the system due to the used hydraulic clamping strongly from the internal disturbing forces of the system.
- the invention is therefore based on the object of the aforementioned disadvantages to eliminate the prior art and an adjusting device for a to develop quantity-adjustable cell pumps, which take the influence of the inner Interfering forces are largely excluded and the compact, available standing installation space adapted construction even with motor vehicle engines an optimal, precisely defined lubricating oil supply with high functional and Operational safety with minimized wear and minimized manufacturing and Assembly costs guaranteed in every operating condition.
- an actuating device for a adjustable cell pump with a movable in a housing arranged control ring, and one rotatably mounted in the control ring, with a shaft-connected inner rotor in which several slidably Conveying elements are arranged, solved in that on the control ring Bearing eye is arranged, which is positively in one in the housing arranged bearing is pivotally mounted, on which the Bearing eye opposite semicircle of the control ring, or the Control ring opposite on the bearing eye, one by one in the housing Supporting return spring loaded lever is arranged in one protrudes in the area of the control lever arranged in the housing, and there directly or indirectly flat on the control surface one in one Piston seat of the housing arranged actuator piston, which on the one hand by a control pressure spring and on the other hand by the directly from Oil circuit tapped control pressure that at the control pressure pressurized piston surface of the actuating piston generates the actuating force, is charged.
- control pressure which according to the invention is at the control pressure spring opposite piston surface and generates the actuating force can without additional control effort at any point in the oil circuit, for example in the main channel, one for the function of the oil circuit representative body
- FIG. 1 shows the side view of a pendulum slide machine trained design of the device according to the invention with a Bearing eye 6 opposite adjusting lever 9 arranged on control ring 2 and an actuating piston 8 resting on this actuating lever 9, at maximum Oil production;
- this is arranged in a bearing 7 arranged in the housing 1 Bearing eye 6 of a control ring 2 arranged.
- a control ring 2 In the control ring 2 is a rotatably mounted, connected to a shaft 3 inner rotor 4 in which several conveying elements 5 mounted in an outer rotor are displaceable are arranged.
- the bearing eye 6 arranged according to the invention on the control ring 2 is positive and axially pivotable in the bearing 7 of the housing 1 stored.
- Adjusting lever 9 In the area opposite the bearing eye 6 there is a control ring 2 Adjusting lever 9 arranged. This control lever 9 is in the housing 1 restoring spring 18 is loaded and protrudes into a in the area of Adjusting lever 9 arranged in the housing 1 space 10.
- the axial arrangement of the actuating piston 8 according to the invention enables this with minimal installation space, the simultaneous controllability of several on one Shaft 3 to be arranged pump stages (rotor sets) using a single adjusting piston 8 with a corresponding to the number of pump stages control surfaces 12 arranged on the adjusting piston 8.
- the bearing eye 6 a connecting channel 20 can be introduced, which is used for filling or Drainage of the pump can be used, including the Arrangement and design of the control piston 8 according to the invention seals on both sides, so that the one shown in Figure 1 Pump chamber 21, in connection with the functionally reliable sealing arrangement of the bearing eye 6 in the bearing 7 of the housing 1, can be used on the pressure and suction side.
- a control pressure spring 15 is present on the actuating piston 8, the spring force of which Actuating force F is opposite, and the pump control at the same time Failure of the actuating force F forces it into the state of maximum oil production.
- FIG. 2 shows the device according to the invention from FIG. 1 in section at A - A.
- This arrangement according to the invention causes exact controllability with minimal wear even under extreme conditions Vibration loads.
- FIG. 3 shows the side view of a vane pump Design of the device according to the invention with a bearing eye opposite piston, with minimal oil production, with a rotor set 19 arranged in the control slide 2.
- FIG. 3 The device according to the invention from FIG. 3 is shown in section in FIG B - B shown.
- FIG B - B For example, pushes when the operating pressure is reached the piston surface opposite the control compression spring 15 applied control pressure generating the control pressure F, which without additional control effort can be tapped on the oil circuit Adjusting piston 8 against the spring force of the control pressure spring 15, as shown in an end position.
- FIG. 5 shows a design of the pendulum slide machine Device according to the invention with a bearing eye 7 Opposite down on the spool 2 arranged Control lever 9 at maximum oil production, in a side view in one Sectional view.
- the bearing eye 6 of the control ring 2 is in the bearing 7 of the housing 1 positively arranged, axially pivotable.
- control ring 2 there is a rotatably mounted shaft 3 connected inner rotor 4 in which a plurality of conveying elements 5 can be displaced are arranged.
- inner rotor 4 in which a plurality of conveying elements 5 can be displaced are arranged.
- lever 9 On the control ring 2 opposite the bearing eye 6 in Lower quarter circle segment arranged lever 9 is with a sliding shell 17 provided in which a compensating pin 16 is mounted, which with its Control surface 11 on the contact surface 12 one in the housing 1 slidably stored actuating piston 8 abuts.
- Another essential feature of the invention also exists in this Design in turn in that a connecting channel 21 in the bearing eye 6 can be introduced for filling or emptying the pump can be used, the arrangement of the invention Bearing eye 6 in the bearing 7 of the housing 1 a reliable seal between the pressure and the suction side of the pump, and the Arrangement and design of the radially arranged according to the invention Actuating piston 8 at the same time a complete seal between the pressure and the suction side guaranteed, so that even with this design solution according to the invention in turn the pump chamber 21 pressure and can be used on the suction side.
- Figure 6 is the side view of a as a pendulum slide machine trained device according to the invention with an opposite to the bearing eye staggered adjusting lever 9 with minimal Oil production shown.
- the adjusting piston 8 also engages in the one shown in FIGS. 5 and 6 Design a control pressure spring 15 at the spring force of the actuating force F is opposite, and which due to the spring force of the control compression spring 15th if the actuating force F fails, the pump control is always in the state of forces maximum oil production.
- Figure 7 shows the side view of another as a pendulum slide machine trained design of the device according to the invention with a Bearing eye 6 arranged, designed as a bolt bearing 7 and a Bearing eye 6 opposite control lever 2 arranged with control lever 9 an actuating piston 8 acting on this actuating lever 9, at maximum Oil production.
- the connecting channel 20 is not necessarily in the Bearing eye, but arranged in the control ring. So in every swivel position the sealing of the connecting channel 20 with respect to the pump chamber is guaranteed, the connecting channel is located near the bearing seat 7.
- a major advantage of this design is an optimal one Use of installation space in the cost-effective production of the bearing means a bolt connection.
- FIG. 8 the device according to the invention from FIG. 7 is in section shown at C - C.
- FIG. 9 shows the side view of a special design of the Device according to the invention with a arranged in the bearing eye 6, as Bolt-formed bearing 7, one opposite the control ring 2 on Bearing eye 6 arranged lever 9 and in turn on this Adjusting lever 9 adjoining adjusting piston 8, with maximum oil production.
- This design with one on the bearing eye 6 opposite the control ring 2 arranged lever 9 has the advantage that in the case of very unfavorable Space, especially in the immediate pump area, the pump can be positioned in such a way that optimal use of installation space is guaranteed.
- FIG. 10 the device according to the invention from FIG. 9 is in section shown at D - D. Due to the arrangement of the invention Adjusting piston 8 parallel to the bearing axis of the control slide, it is possible Inclination of the control surface 12 designed as an inclined plane is so flat train so that the gear ratio of the on the inclined plane to be transmitted forces optimally adapted to this pump design can, so that even with this design a high functional and Operational safety is guaranteed.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft die Stelleinrichtung für eine mengenregelbare Zellenpumpe.The invention relates to the control device for a quantity-controllable Cell pump.
Im Stand der Technik wird eine mengenregelbare Flügelzellenpumpe mit einem im Gehäuse schwenk- oder schiebbar gelagerten Hubring beispielsweise in der DE OS 20 15744 vorbeschrieben.In the prior art, a variable-speed vane pump with a in the housing pivotally or slidably mounted cam ring, for example in the DE OS 20 15744 described above.
Eine direkt am Hubring angreifende Feder zwingt dabei im stehenden Zustand den Hubring stets in Richtung der maximalen Förderwirkung.A spring engaging directly on the cam ring forces in the standing state the stroke ring always in the direction of the maximum conveying effect.
Im Betriebszustand ist der Hubring hydraulisch eingespannt, so daß die inneren Störkräfte des Systemes dann in speziellen Betriebsbereichen der Pumpe ein undefiniertes Regelverhalten zur Folge haben, welches zudem ungewollt von der Drehzahl, der Temperatur und der Viskosität des Fördermediums abhängig ist.In the operating state, the cam ring is clamped hydraulically, so that the internal disturbances of the system then in special operating areas of the Pump result in an undefined control behavior, which also unwanted by the speed, temperature and viscosity of the Medium is dependent.
Die in der DE 34 46 603 A1 vorgestellte Lösung arbeitet mit einem an einem Hebel des Hubringes angreifenden, hydraulisch einspannten Kolben. Auch bei dieser Bauform haben auf Grund der hydraulischen Einspannung wiederum die inneren Störkräfte einen großen Einfluß auf die Regelung, so daß auch bei dieser Lösung das bereits beschriebene undefinierte Regelverhalten auftritt. The solution presented in DE 34 46 603 A1 works with one on one Hydraulically clamped piston acting on the lever of the cam ring. Also at due to the hydraulic clamping, they have this design internal interference has a great influence on the control, so that even this solution the already defined undefined control behavior occurs.
Darüber hinaus erfordert die in dieser Lösung vorgestellte Bauform einen großen Bauraum (Platzbedarf) wie auch einen hohen Fertigungs- und Montageaufwand.In addition, the design presented in this solution requires one large installation space (space requirement) as well as a high manufacturing and Installation effort.
In der DE 195 32 703 C1 wird eine Pendelschiebermaschine mit einer selbsttätigen Fördermengenänderung vorbeschrieben. Die technischen Vorteile dieser Bauform sind offensichtlich. Dennoch wird dieses System bis heute nicht in Serie eingesetzt, da auch bei dieser Bauform in den verschiedenen Betriebsbereichen der Pendelschiebermaschine ein undefiniertes Regelverhalten auftritt.In DE 195 32 703 C1 a pendulum slide machine with a automatic change in delivery rate. The technical The advantages of this design are obvious. Still, this system is up not used in series today, as this type of construction also different operating areas of the pendulum slide machine undefined control behavior occurs.
So ist insbesondere bei hohen Drehzahlen ein vorzeitiges Abregeln zu beobachten. Selbst eine Optimierung der eingesetzten Federn, wie auch die Verwendung von Federnpaketen und der Einsatz von Stufenkolben führte zu nur unbefriedigenden Erfolgen.For example, premature shutdown is necessary, especially at high speeds observe. Even an optimization of the springs used, like that Use of spring assemblies and the use of step pistons resulted in only unsatisfactory success.
Auch bei dieser Bauform sind die wesentliche Ursache des undefinierten Regelverhaltens wiederum die vorwiegend im Druckbereich auftretende "inneren" Störkräfte des Systems.The main cause of the undefined are also in this design Control behavior in turn occurs mainly in the pressure range "internal" disturbing forces of the system.
Diese haben bei der in der DE 195 32 703 C1 vorgestellten Bauform die selbe Kraftrichtung wie der ohnehin druckbeaufschlagten Kolben und wirken somit entgegen der Federkraft der Rückstellfeder.These have the same in the construction presented in DE 195 32 703 C1 Direction of force like the already pressurized piston and therefore act against the spring force of the return spring.
Für die Störkräfte ist darüber hinaus charakteristisch, daß sich deren Betrag und deren Wirkrichtung sowohl in Abhängigkeit von der Drehzahl, der Temperatur und der Viskosität des Fördermediums wie auch in Abhängigkeit vom jeweils anliegenden Druckniveau verändert.It is also characteristic of the disturbing forces that their amount and their direction of action both as a function of the speed, the Temperature and the viscosity of the pumped medium as well as depending changed by the respective pressure level.
Im ungünstigsten Fall erreichen die dem System innewohnenden Störkräfte Werte, die, noch bevor die im DE 195 32 703 C1 beschriebene Regelung wirken kann, zu einer vollständigen Abregelung der Pumpe führen.In the worst case, the disturbing forces inherent in the system reach Values that, even before the regulation described in DE 195 32 703 C1 can lead to a complete shutdown of the pump.
Bei den in der DE 195 32 703 C1 vorbeschriebenen Pendelschiebermaschine mit axialer Ein- und Ausströmung konnte selbst durch das Vertauschen der Kanalanordnung kein befriedigendes Regelverhalten erzielt werden. In the pendulum slide machine described in DE 195 32 703 C1 with axial inflow and outflow could even by swapping the Channel arrangement no satisfactory control behavior can be achieved.
In der EP 1 043 504 A2 wird eine mechanisch kompakte Stellanordnung für den Hubring einer mengenregelbare Flügelzellenpumpe vorgestellt, wobei der Regelkolben, bzw. das Regelglied wiederum hydraulisch eingespannt ist. Neben dem daher auch für diese Bauform zwingend erforderlichen Druckregelkreis werden darüber hinaus noch die Dichtheit gewährleistende Abdichtelemente erforderlich, so daß wiederum hohe Fertigungs- und Montageaufwendungen auftreten, wobei das System auf Grund der eingesetzten hydraulischen Einspannung stark von den inneren Störkräften des Systems abhängig wird.EP 1 043 504 A2 describes a mechanically compact actuating arrangement for presented the stroke ring of a variable-speed vane pump, the Control piston, or the control member is in turn hydraulically clamped. In addition to the mandatory requirements for this design Pressure control loops also ensure tightness Sealing elements required, so that again high manufacturing and Assembly expenses occur, the system due to the used hydraulic clamping strongly from the internal disturbing forces of the system.
In den Ausführungsbeispielen gemäß der Figuren 1 und 2 der EP 1 043 504 A2 wird der Hubring hydraulisch abgestützt, wodurch sich der Einfluß der inneren Störkräfte des Systems erhöht. Gleichzeitig erhöhen sich die von der erfindungsgemäßen Anordnung aufzubringenden Stellkräfte um den Hubring in Bewegung zu bringen.In the exemplary embodiments according to FIGS. 1 and 2 of EP 1 043 504 A2 the cam ring is hydraulically supported, which increases the influence of the inner System disturbances increased. At the same time, that of the Arrangement to be applied arrangement according to the invention around the cam ring in To bring movement.
Dabei erhöht der beispielsweise im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 der EP 1 043 504 A2 dargestellte Exzenter, infolge einer funktionsbedingten Veränderung des Anstellwinkels gegenüber dem Hubring noch zusätzlich die Reibung in den mit hohem Aufwand herzustellenden seitlichen Führungen des Hubringes, so daß im Dauerbetrieb die von den Stellgliedern aufzubringenden, reibungsbedingten hohen Stellkräfte auf Grund der erfindungsbedingten Punkt- oder Linienberührung zwischen den Stellgliedern zwangsläufig einen hohen Verschleiß an den Berührungsflächen der Stellglieder, d.h. Oberflächenunebenheiten wie beispielsweise Vertiefungen und/oder Abflachungen, zur Folge haben, die dann zu einem ungleichmäßigen, stark beeinträchtigten Regelverhalten führen.In this case, for example in the exemplary embodiment according to FIG EP 1 043 504 A2 eccentric shown, due to a function-related Changing the angle of attack compared to the cam ring also the Friction in the side guides of the Hubringes, so that in the continuous operation, the to be applied by the actuators, friction-related high actuating forces due to the point or line contact between the actuators inevitably has a high Wear on the contact surfaces of the actuators, i.e. Surface irregularities such as depressions and / or Flattening, which then results in an uneven, strong impaired control behavior.
Im Dauerbetrieb tritt dabei in Folge der Punkt- oder Linienberührung der Stellelemente mit dem kurvenförmigen Stellbereich des Regelkolbens wegen der dem System innewohnenden, und durch die bei EP 1 043 504 A2 Einsatz findenden hydraulischen Einspannung verstärkten, Störkräfte ein sehr hoher Verschleiß auf, welcher nach längerer Betriebsdauer insbesondere im höheren Drehzahlbereich zu einem Totalausfall der Regelung führen kann.In continuous operation, the point or line contact causes the Adjusting elements with the curved adjustment range of the control piston the inherent in the system, and by the use in EP 1 043 504 A2 finding hydraulic clamping amplified, interference forces a very high Wear on, which after a long period of operation, especially in the higher Speed range can lead to a total failure of the control.
Auch bei der in der Figur 3 der EP 1 043 504 A2 vorgestellten Bauform mit hydraulisch eingespannten Regelkolben und einem direkt am Hubring angreifendem Druckelement, welches bei stehendem Rotor den Hubring in Richtung der maximalen Förderung zwingt, werden die bereits beschriebenen Nachteile bewirkt, da die Stellelemente (wie Kurvenscheibe, Rolle oder Kugel) erfindungsgemäß immer so angeordnet werden müssen, daß stets die inneren Störkräfte des Systems unmittelbar auf den Regelkolben einwirken, so daß sehr hohe Stellkräfte zur Überwindung der durch die Störkräfte verursachten Reibkräfte erforderlich werden, wobei die in der EP 1 043 504 A2 vorgestellten Lösungen nur bedingt als Schmierölpumpen in Kraftfahrzeugen einsetzbar sind, da in den meisten Einsatzfällen die für diese Lösung zwingend erforderliche Baufreiheit im Motorraum, zur Anordnung eines unterhalb der Hubringmitte anzuordnenden Stellkolbens, nicht vorhanden ist.Also in the construction presented in FIG. 3 of EP 1 043 504 A2 hydraulically clamped control piston and one directly on the cam ring attacking pressure element, which with the rotor stationary the cam ring Forces towards the maximum funding will be those already described Disadvantages caused because the control elements (such as cam, roller or ball) According to the invention must always be arranged so that the inner System interference forces act directly on the control piston, so that very high actuating forces to overcome those caused by the disturbing forces Frictional forces are required, the ones presented in EP 1 043 504 A2 Solutions can only be used to a limited extent as lubricating oil pumps in motor vehicles are, because in most applications, they are mandatory for this solution Required space in the engine compartment to arrange one below the The center of the cam ring to be arranged, is not available.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde die vorgenannten Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und eine Stelleinrichtung für eine mengenregelbare Zellenpumpe zu entwickeln, welche den Einfluß der inneren Störkräfte weitgehend ausschließt und die bei kompakter, dem zur Verfügung stehenden Einbauraum angepaßter Bauweise selbst bei Kraftfahrzeugmotoren eine optimale, exakt definierte Schmierölversorgung mit hoher Funktions- und Betriebssicherheit bei minimiertem Verschleiß und minimierten Fertigungs- und Montagekosten in jedem Betriebszustand gewährleistet.The invention is therefore based on the object of the aforementioned disadvantages to eliminate the prior art and an adjusting device for a to develop quantity-adjustable cell pumps, which take the influence of the inner Interfering forces are largely excluded and the compact, available standing installation space adapted construction even with motor vehicle engines an optimal, precisely defined lubricating oil supply with high functional and Operational safety with minimized wear and minimized manufacturing and Assembly costs guaranteed in every operating condition.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Stelleinrichtung für eine mengenregelbare Zellenpumpe mit einem in einem Gehäuse beweglich angeordnetem Steuerring, sowie einem im Steuerring drehbar gelagerten, mit einer Welle verbundenen Innenrotor in welchem verschiebbar mehrere Förderelemente angeordnet sind, dadurch gelöst, daß am Steuerring ein Lagerauge angeordnet ist, welches formschlüssig in einem im Gehäuse angeordneten Lager schwenkbeweglich gelagert ist, wobei an dem dem Lagerauge gegenüberliegendem Halbkreis des Steuerringes, oder dem Steuerring gegenüberliegend am Lagerauge, ein durch eine im Gehäuse sich abstützende Rückstellfeder belasteter Stellhebel angeordnet ist, der in einen im Bereich des Stellhebels im Gehäuse angeordneten Stellraum hineinragt, und dort direkt oder indirekt flächig an der Steuerfläche eines in einem Kolbensitz des Gehäuses angeordneten Stellkolbens anliegt, welcher einerseits durch eine Steuerdruckfeder und andererseits durch den direkt vom Ölkreislauf abgegriffenen Steuerdruck, der an der vom Steuerdruck druckbeaufschlagten Kolbenfläche des Stellkolbens die Stellkraft erzeugt, belastet wird.According to the invention, this object is achieved by an actuating device for a adjustable cell pump with a movable in a housing arranged control ring, and one rotatably mounted in the control ring, with a shaft-connected inner rotor in which several slidably Conveying elements are arranged, solved in that on the control ring Bearing eye is arranged, which is positively in one in the housing arranged bearing is pivotally mounted, on which the Bearing eye opposite semicircle of the control ring, or the Control ring opposite on the bearing eye, one by one in the housing Supporting return spring loaded lever is arranged in one protrudes in the area of the control lever arranged in the housing, and there directly or indirectly flat on the control surface one in one Piston seat of the housing arranged actuator piston, which on the one hand by a control pressure spring and on the other hand by the directly from Oil circuit tapped control pressure that at the control pressure pressurized piston surface of the actuating piston generates the actuating force, is charged.
Infolge der erfindungsgemäßen Anordnung des Stellkolbens parallel zur Lagerachse des Steuerschiebers wird es gleichzeitig möglich die Neigung der als geneigten Ebene ausgebildeten Steuerfläche sehr flach auszubilden, so daß das Übersetzungsverhältnis der an der geneigten Ebene zu übertragenden Kräfte optimal der jeweiligen Pumpenbauform angepasst werden kann, um so stets eine hohe Funktions- und Betriebssicherheit zu gewährleisten.As a result of the arrangement of the actuating piston according to the invention parallel to Bearing axis of the control spool, it is possible to simultaneously tilt the trained as an inclined plane control surface very flat, so that the gear ratio of those to be transmitted on the inclined plane Forces can be optimally adapted to the respective pump design, so always guarantee a high level of functional and operational safety.
Die Kombination dieser erfindungsgemäßen, formschlüssigen, schwenkbeweglichen Lagerung des Lagerauges des Steuerringes in einem im Gehäuse angeordneten Lager mit der flächigen Ausbildung aller Stell- und Berührungsflächen und der drehbaren Lagerung des Stellkolbens gewährleistet, in Verbindung mit der speziellen, hydraulisch nicht eingespannten Lagerung des Feder- und direkt Steuerdruck belasteten Stellkolbens, daß bei kompakter, dem zur Verfügung stehenden Einbauraum angepaßter Bauweise selbst bei Kraftfahrzeugmotoren eine optimale, exakt definierte Schmierölversorgung mit hoher Funktions- und Betriebssicherheit bei minimiertem Verschleiß und minimierten Fertigungs- und Montagekosten in jedem Betriebszustand gewährleistet werden kann.The combination of these form-fitting, pivotable mounting of the bearing eye of the control ring in a Housing arranged bearings with the flat design of all actuators and Contact surfaces and the rotatable bearing of the control piston guaranteed, in connection with the special, hydraulically not clamped bearing of the spring and direct control pressure loaded Adjusting piston that with a compact, the available installation space adapted design even with motor vehicle engines an optimal, exact Defined supply of lubricating oil with high functional and operational reliability minimized wear and tear and minimized manufacturing and assembly costs in every operating condition can be guaranteed.
Der Steuerdruck, welcher erfindungsgemäß an der der Steuerdruckfeder gegenüberliegenden Kolbenfläche anliegt und die Stellkraft erzeugt, kann ohne zusätzlichen Regelaufwand an jeder beliebigen Stelle im Ölkreislauf, beispielsweise im Hauptkanal, einer für die Funktion des Ölkreislaufes repräsentativen Stelle, abgegriffen werdenThe control pressure, which according to the invention is at the control pressure spring opposite piston surface and generates the actuating force can without additional control effort at any point in the oil circuit, for example in the main channel, one for the function of the oil circuit representative body
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anordnung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the arrangement according to the invention are in the Subclaims specified.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich darüber hinaus neben dem Wortlaut der Ansprüche auch, in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen, aus den nachfolgenden Erläuterungen zu den Ausführungsbeispielen.Further features, details and advantages of the invention emerge in addition to the wording of the claims also in connection with the associated drawings, from the following explanations to the Embodiments.
Nachfolgend soll nun die Erfindung anhand von fünf Ausführungsbeispielen in Verbindung mit zehn Figuren näher erläutert werden.The invention is now to be described below with reference to five exemplary embodiments in Connection with ten figures will be explained in more detail.
Dabei zeigen :
- Figur 1 :
- die Seitenansicht einer Bauform (Pendelschiebermaschine) der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem dem Lagerauge gegenüberliegend am Steuerring angeordnetem Stellhebel und einem an diesem Stellhebel anliegenden Stellkolben, bei maximaler Ölförderung;
- Figur 2 :
- die Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus Figur 1 im Schnitt bei A - A;
- Figur 3 :
- die Seitenansicht einer weiteren Bauform (Flügelzellenpumpe) der erfindungsgemäßen Vorrichtung analog zur Figur 1 jedoch bei minimaler Ölförderung;
- Figur 4 :
- die Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus
Figur 3 im Schnitt bei B - B; - Figur 5:
- die Seitenansicht einer als Pendelschiebermaschine ausgebildeten erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem gegenüberliegend zum Lagerauge nach unten versetzt angeordnetem Stellkolben, bei maximaler Ölförderung;
- Figur 6:
- die Seitenansicht einer als Pendelschiebermaschine ausgebildeten erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem gegenüberliegend zum Lagerauge nach unten versetzt angeordnetem Stellkolben, bei minimaler Ölförderung;
- Figur 7:
- die Seitenansicht einer als Pendelschiebermaschine ausgebildeten erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem im Lagerauge angeordneten, als Bolzen ausgebildeten Lager und einem dem Lagerauge gegenüberliegend am Steuerring angeordneten Stellhebel mit einem an diesem Stellhebel anliegenden Stellkolben, bei maximaler Ölförderung;
- Figur 8 :
- die Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus
Figur 7 im Schnitt bei C - C; - Figur 9:
- die Seitenansicht einer als Pendelschiebermaschine ausgebildeten erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem im Lagerauge angeordneten, als Bolzen ausgebildeten Lager und einem dem Steuerring gegenüberliegend am Lagerauge angeordneten Stellhebel mit einem an diesem Stellhebel anliegenden Stellkolben, bei maximaler Ölförderung;
- Figur 10:
- die Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus
Figur 9 im Schnitt bei D - D.
- Figure 1:
- the side view of a design (pendulum slide valve) of the device according to the invention with an actuating lever arranged on the control ring opposite the bearing eye and an actuating piston resting on this actuating lever, with maximum oil production;
- Figure 2:
- the view of the device of Figure 1 in section at A - A;
- Figure 3:
- the side view of another design (vane pump) of the device according to the invention analogous to Figure 1 but with minimal oil production;
- Figure 4:
- the view of the device of Figure 3 in section at B - B;
- Figure 5:
- the side view of a device designed as a pendulum slide machine according to the invention with an opposite opposite to the bearing eye offset piston, with maximum oil production;
- Figure 6:
- the side view of a device designed as a pendulum slide machine according to the invention with an opposite opposite to the bearing eye offset piston, with minimal oil production;
- Figure 7:
- the side view of a device according to the invention designed as a pendulum slide machine with a bearing arranged in the bearing eye, designed as a bolt and an adjusting lever arranged opposite the bearing eye on the control ring with an adjusting piston resting on this adjusting lever, with maximum oil production;
- Figure 8:
- the view of the device of Figure 7 in section at C - C;
- Figure 9:
- the side view of a device according to the invention designed as a pendulum slide machine with a bearing arranged in the bearing eye, designed as a bolt and a control lever arranged opposite the control ring on the bearing eye with an adjusting piston resting on this adjusting lever, with maximum oil production;
- Figure 10:
- the view of the device of Figure 9 in section at D - D.
Die Figur 1 zeigt die Seitenansicht einer als Pendelschiebermaschine
ausgebildeten Bauform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem dem
Lagerauge 6 gegenüberliegend am Steuerring 2 angeordneten Stellhebel 9
und einem an diesem Stellhebel 9 anliegenden Stellkolben 8, bei maximaler
Ölförderung;FIG. 1 shows the side view of a pendulum slide machine
trained design of the device according to the invention with a
Erfindungsgemäß ist in einem im Gehäuse 1 angeordneten Lager 7 das
Lagerauge 6 eines Steuerringes 2 angeordnet. Im Steuerring 2 befindet sich
ein drehbar gelagerter, mit einer Welle 3 verbundenen Innenrotor 4 in welchem
mehrere in einem Außenrotor gelagerte Förderelemente 5 verschiebbar
angeordnet sind.According to the invention, this is arranged in a
Das erfindungsgemäß am Steuerring 2 angeordnete Lagerauge 6 ist
formschlüssig und axial schwenkbeweglich im Lager 7 des Gehäuses 1
gelagert.The
Infolge dieser speziellen erfindungsgemäßen formschlüssigen Lagerung wird
eine exakte und sichere Lagefixierung des Steuerringes 2 bei gleichzeitiger
radialer Schwenkbarkeit im Verstellbereich (des Steuerringes 2) gewährleistet.As a result of this special positive locking according to the invention
an exact and secure position fixation of the
In dem dem Lagerauge 6 gegenüberliegenden Bereich ist am Steuerring 2 ein
Stellhebel 9 angeordnet. Dieser Stellhebel 9 wird durch eine im Gehäuse 1
sich abstützende Rückstellfeder 18 belastet und ragt in einen im Bereich des
Stellhebels 9 im Gehäuse 1 angeordneten Stellraum 10 hinein.In the area opposite the
In diesem Stellraum 10 liegt, wie in Figur 2 dargestellt, der Stellhebel 9 mit
seiner Kontaktfläche 11 an der Steuerfläche 12 des dreh- und verschiebbar im
Kolbensitz 13 des Gehäuses 1 angeordneten Stellkolbens 8 an, welcher
einerseits durch eine Steuerdruckfeder 15 und andererseits durch den direkt
vom Ölkreislauf abgegriffenen Steuerdruck, der die Stellkraft F erzeugt,
beaufschlagt wird, wodurch der Einfluß der inneren Störkräfte minimiert wird
Beim Regelvorgang wird nun infolge der erfindungsgemäßen drehbaren
Lagerung des Stellkolbens 8 im Gehäuse 1 gewährleistet, daß, wie in der Figur
2 dargestellt, die Kontaktfläche 11 des Stellhebels 9 auf der Steuerfläche 12
des Stellkolbens 8 stets optimal vollflächig aufliegt.In this
Dabei ermöglicht die erfindungsgemäße axiale Anordnung des Stellkolbens 8
bei minimalem Bauraum die gleichzeitige Regelbarkeit mehrerer auf einer
Welle 3 anzuordnenden Pumpenstufen (Rotorsätze) unter Verwendung eines
einzigen Stellkolbens 8 mit einer entsprechend der Anzahl der Pumpenstufen
auf dem Stellkolben 8 angeordneten Steuerflächen 12.The axial arrangement of the
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß auch im Lagerauge 6
ein Verbindungskanal 20 eingebracht sein kann, der für die Befüllung oder die
Entleerung der Pumpe genutzt werden kann, wobei auch die
erfindungsgemäße Anordnung und Ausbildung des Stellkolbens 8 eine
beidseitige Abdichtung ermöglicht, so daß der in der Figur 1 dargestellte
Pumpenraum 21, in Verbindung mit der funktionssicher abdichtenden,
erfindungsgemäßen Anordnung des Lagerauges 6 im Lager 7 des Gehäuses 1,
druck- und saugseitig genutzt werden kann.Another feature of the invention is that the bearing eye 6
a connecting
Am Stellkolben 8 liegt dabei eine Steuerdruckfeder 15 an, deren Federkraft der
Stellkraft F entgegengerichtet ist, und die gleichzeitig die Pumpenregelung bei
Ausfall der Stellkraft F in den Zustand der maximalen Ölförderung zwingt.A
Die Figur 2 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung aus der Figur 1 im Schnitt bei A - A.FIG. 2 shows the device according to the invention from FIG. 1 in section at A - A.
Wie in dieser Figur dargestellt, presst die erfindungsgemäß im Gehäuse
angeordnete Rückstellfeder 18 in Verbindung mit den unter den
Betriebsbedingungen auftretenden inneren Kräften den Stellhebel 9 mit seiner
Kontaktfläche 11 auf die Steuerfläche 12 des Stellkolbens 8 und gewährleistet
so in Wirkverbindung mit der schwenkbaren Lagerung des Stellkolbens 8 im
Kolbensitz 13 des Gehäuses 1 eine definierte vollflächige Auflage im gesamten
Betriebsbereich der Pumpe. Diese erfindungsgemäße Anordnung bewirkt eine
exakte Regelbarkeit bei minimalem Verschleiß selbst unter extremen
Schwingungsbelastungen.As shown in this figure, the presses according to the invention in the housing
arranged
Die Figur 3 zeigt die Seitenansicht einer als Flügelzellenpumpe ausgebildeten
Bauform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem dem Lagerauge
gegenüberliegend angeordnetem Stellkolben, bei minimaler Ölförderung, mit
einem im Steuerschieber 2 angeordneten Rotorsatz 19.FIG. 3 shows the side view of a vane pump
Design of the device according to the invention with a bearing eye
opposite piston, with minimal oil production, with
a rotor set 19 arranged in the
In der Figur 4 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung aus Figur 3 im Schnitt bei
B - B dargestellt. Beispielsweise schiebt bei Erreichen des Betriebsdruckes
der an der der Steuerdruckfeder 15 gegenüberliegenden Kolbenfläche
anliegende, die Stellkraft F erzeugende Steuerdruck, welcher ohne
zusätzlichen Regelaufwand am Ölkreislauf abgegriffen werden kann, den
Stellkolben 8 entgegen der Federkraft der Steuerdruckfeder 15, wie dargestellt,
in eine Endlage.The device according to the invention from FIG. 3 is shown in section in FIG
B - B shown. For example, pushes when the operating pressure is reached
the piston surface opposite the
Dabei pressen die Kraft der Rückstellfeder 18 und die inneren Kräfte des
Systems den Stellhebel 9 mit seiner Kontaktfläche 11 auf die Steuerfläche 12
des Stellkolbens 8, so daß die Pumpenfördermenge minimiert wird.The force of the
Die Figur 5 zeigt eine als Pendelschiebermaschine ausgebildeten Bauform der
erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem dem Lagerauge 7
gegenüberliegend nach unten versetzt am Steuerschieber 2 angeordnetem
Stellhebel 9 bei maximaler Ölförderung, in der Seitenansicht in einer
Schnittdarstellung.FIG. 5 shows a design of the pendulum slide machine
Device according to the invention with a
Im Lager 7 des Gehäuses 1 ist das Lagerauge 6 des Steuerringes 2
formschlüssig, axial schwenkbeweglich angeordnet.The
Im Steuerring 2 befindet sich ein drehbar gelagerter, mit einer Welle 3
verbundener Innenrotor 4 in welchem mehrere Förderelemente 5 verschiebbar
angeordnet sind. Der am Steuerring 2 dem Lagerauge 6 gegenüberliegend im
unteren Viertelkreissegment angeordnete Stellhebel 9 ist mit einer Gleitschale
17 versehen, in der ein Ausgleichsbolzen 16 gelagert ist, welcher mit seiner
Steuerfläche 11 an der Kontaktfläche 12 eines im Gehäuse 1 verschiebbar
gelagerten Stellkolbens 8 anliegt.In the
Infolge der erfindungsgemäßen drehbaren Lagerung des Ausgleichsbolzens 16
in der Gleitschale 17 des Stellhebels 9 wird auch in dieser Ausführungsform
gewährleistet, daß beim Regelvorgang die Kontaktfläche 11 des
Ausgleichsbolzens 16 auf der Steuerfläche 12 des Stellkolbens 8 stets
vollflächig optimal aufliegt.As a result of the rotatable mounting of the compensating
Ein weiteres, wesentliches Merkmal der Erfindung besteht auch bei dieser
Bauform wiederum darin, daß im Lagerauge 6 ein Verbindungskanal 21
eingebracht sein kann, der für die Befüllung oder Entleerung der Pumpe
genutzt werden kann, wobei die erfindungsgemäße Anordnung des
Lagerauges 6 im Lager 7 des Gehäuses 1 eine funktionssichere Abdichtung
zwischen der Druck- und der Saugseite der Pumpe bewirkt, und die
erfindungsgemäße Anordnung und Ausbildung des radial angeordneten
Stellkolbens 8 gleichzeitig eine vollständige Abdichtung zwischen der Druck-
und der Saugseite gewährleistet, so daß auch bei dieser Bauform der
erfindungsgemäßen Lösung wiederum der Pumpenraum 21 druck- und
saugseitig genutzt werden kann.Another essential feature of the invention also exists in this
Design in turn in that a connecting
In der Figur 6 ist die Seitenansicht einer als Pendelschiebermaschine
ausgebildeten erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem gegenüberliegend
zum Lagerauge nach unten versetzt angeordnetem Stellhebel 9 bei minimaler
Ölförderung dargestellt.In Figure 6 is the side view of a as a pendulum slide machine
trained device according to the invention with an opposite
to the bearing eye staggered adjusting
Am Stellkolben 8 greift auch bei der in den Figuren 5 und 6 dargestellten
Bauform eine Steuerdruckfeder 15 an deren Federkraft der Stellkraft F
entgegengerichtet ist, und die infolge der Federkraft der Steuerdruckfeder 15
bei Ausfall der Stellkraft F die Pumpenregelung stets in den Zustand der
maximalen Ölförderung zwingt.The
Die in den Figuren 5 und 6 dargestellte, im Gehäuse angeordnete
Rückstellfeder 18 preßt erfindungsgemäß in Verbindung mit den unter den
Betriebsbedingungen auftretenden inneren Kräften nun über den Stellhebel 9
den drehbar in der Gleitschale 17 des Stellhebels 9 gelagerten
Ausgleichsbolzen 16 mit seiner Kontaktfläche 11 auf die Steuerfläche 12 des
Stellkolbens 8 und gewährleistet so in Wirkverbindung mit der
erfindungsgemäße drehbare Lagerung des Ausgleichsbolzens 16 im Stellhebel
9 eine definierte, vollflächige Auflage der Kontaktfläche 11 des
Ausgleichsbolzens 16 auf die Steuerfläche 12 des Stellkolbens 8 im gesamten
Betriebsbereich der Pumpe, so daß eine exakte Regelbarkeit bei minimalem
Verschleiß selbst unter extremen Schwingungsbelastungen stets gewährleistet
werden kann.The one shown in Figures 5 and 6, arranged in the
Die in den Figuren 5 und 6 dargestellte Bauform der erfindungsgemäßen
Lösung gewährleistet zudem, infolge der spezielle Anordnung des Stellhebels
9 im Bezug auf die Wirkrichtung der Resultierenden aus den inneren Kräften
des Systems, daß der Einfluß der inneren Kräfte auf den Regelkolben deutlich
reduziert wird, so daß die Regelcharakteristik des Systems im gesamten
Betriebsbereich gleichzeitig nochmals wesentlich verbessert wird.The design of the invention shown in Figures 5 and 6
Solution also ensures, due to the special arrangement of the
Die Figur 7 zeigt die Seitenansicht einer weiteren als Pendelschiebermaschine
ausgebildete Bauform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem im
Lagerauge 6 angeordneten, als Bolzen ausgebildeten Lager 7 und einem dem
Lagerauge 6 gegenüberliegend am Steuerring 2 angeordneten Stellhebel 9 mit
einem an diesem Stellhebel 9 angreifenden Stellkolben 8, bei maximaler
Ölförderung.Figure 7 shows the side view of another as a pendulum slide machine
trained design of the device according to the invention with a
In dieser Bauform ist der Verbindungskanal 20 nicht zwangsläufig im
Lagerauge, sondern im Steuerring angeordnet. Damit in jeder Schwenkposition
die Abdichtung des Verbindungskanals 20 gegenüber dem Pumpenraum
gewährleistet ist, befindet sich der Verbindungskanal nahe dem Lagersitz 7.In this design, the connecting
Ein wesentlicher Vorteil dieser Bauform besteht neben einer optimalen Bauraumausnutzung in der kostengünstigen Herstellung der Lagerstelle mittels einer Bolzenverbindung.A major advantage of this design is an optimal one Use of installation space in the cost-effective production of the bearing means a bolt connection.
In der Figur 8 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung aus der Figur 7 im Schnitt bei C - C dargestellt. In FIG. 8 the device according to the invention from FIG. 7 is in section shown at C - C.
Die Figur 9 zeigt die Seitenansicht einer speziellen Bauform der
erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem im Lagerauge 6 angeordneten, als
Bolzen ausgebildeten Lager 7, einem dem Steuerring 2 gegenüberliegend am
Lagerauge 6 angeordneten Stellhebel 9 und einem wiederum an diesem
Stellhebel 9 anliegenden Stellkolben 8, bei maximaler Ölförderung.FIG. 9 shows the side view of a special design of the
Device according to the invention with a arranged in the
Diese Bauform mit einem dem Steuerring 2 gegenüberliegend am Lagerauge 6
angeordneten Stellhebel 9 bietet den Vorteil, daß bei sehr ungünstigen
Platzverhältnissen, insbesondere im unmittelbaren Pumpenbereich, die Pumpe
so positioniert werden kann, daß eine optimale Bauraumausnutzung
gewährleistet ist.This design with one on the
In der Figur 10 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung aus der Figur 9 im Schnitt
bei D - D dargestellt. Infolge der erfindungsgemäßen Anordnung des
Stellkolbens 8 parallel zur Lagerachse des Steuerschiebers ist es möglich die
Neigung der als geneigten Ebene ausgebildeten Steuerfläche 12 so flach
auszubilden, so daß das Übersetzungsverhältnis der an der geneigten Ebene
zu übertragenden Kräfte optimal dieser Pumpenbauform angepasst werden
kann, so daß auch bei dieser Bauform stets eine hohe Funktions- und
Betriebssicherheit gewährleistet ist.In FIG. 10, the device according to the invention from FIG. 9 is in section
shown at D - D. Due to the arrangement of the
Mit der vorliegenden erfindungsgemäßen Lösung ist es somit gelungen eine Stelleinrichtung für eine mengengeregelte Zellenpumpe zu entwickeln, welche den Einfluß der inneren Störkräfte weitgehend ausschließt und die bei kompakter, dem zur Verfügung stehenden Einbauraum angepaßter Bauweise selbst bei Kraftfahrzeugmotoren eine optimale, exakt definierte Schmierölversorgung mit hoher Funktions- und Betriebssicherheit bei minimiertem Verschleiß und minimierten Fertigungs- und Montagekosten in jedem Betriebszustand gewährleistet. With the present solution according to the invention, one has thus succeeded Develop control device for a quantity-controlled cell pump, which largely excludes the influence of internal disturbing forces and the compact design, adapted to the available installation space an optimal, precisely defined one even for motor vehicle engines Lubricating oil supply with high functional and operational reliability minimized wear and tear and minimized manufacturing and assembly costs in guaranteed every operating condition.
- 11
- Gehäusecasing
- 22
- Steuerschieberspool
- 33
- Wellewave
- 44
- Innenrotorinner rotor
- 55
- Förderelementeconveying elements
- 66
- Lageraugebearing eye
- 77
- Lagercamp
- 88th
- Stellkolbenactuating piston
- 99
- Stellhebellever
- 1010
- Stellraumparking space
- 1111
- Kontaktflächecontact area
- 1212
- Steuerflächecontrol surface
- 1313
- Kolbensitzpiston seat
- 1414
- KäfigCage
- 1515
- SteuerdruckfederControl pressure spring
- 1616
- Ausgleichsbolzencross pin
- 1717
- Gleitschalesliding
- 1818
- RückstellfederReturn spring
- 1919
- Rotorsatzrotor set
- 2020
- Verbindungskanalconnecting channel
- 2121
- Pumpenraumpump room
- FF
- Stellkraftforce
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