EP2005001B1 - Zellenpumpe - Google Patents

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EP2005001B1
EP2005001B1 EP07722160A EP07722160A EP2005001B1 EP 2005001 B1 EP2005001 B1 EP 2005001B1 EP 07722160 A EP07722160 A EP 07722160A EP 07722160 A EP07722160 A EP 07722160A EP 2005001 B1 EP2005001 B1 EP 2005001B1
Authority
EP
European Patent Office
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orbiter
pump
vane pump
fact
openings
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP07722160A
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English (en)
French (fr)
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EP2005001A1 (de
Inventor
Eugen Schmidt
Franz Pawellek
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Nidec GPM GmbH
Original Assignee
Geraete und Pumpenbau GmbH Dr Eugen Schmidt
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Publication date
Application filed by Geraete und Pumpenbau GmbH Dr Eugen Schmidt filed Critical Geraete und Pumpenbau GmbH Dr Eugen Schmidt
Publication of EP2005001A1 publication Critical patent/EP2005001A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2005001B1 publication Critical patent/EP2005001B1/de
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Anticipated expiration legal-status Critical

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    • 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
    • F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/30—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
    • 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
    • F04C2/332—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 with vanes hinged to the outer member and reciprocating with respect to the inner member
    • F04C2/336—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 with vanes hinged to the outer member and reciprocating with respect to the inner member and hinged to the inner member

Definitions

  • the invention relates to a cell pump according to the preamble of claim 1.
  • the filling of the displacer takes place in the region of the bottom dead center of the eccentric by lateral slots.
  • the lateral filling slots cut off a part of the displacement phase it is also called a phase control.
  • the object of the invention is therefore to develop a novel cell pump, which eliminates the aforementioned disadvantages of the prior art, in particular a high specific delivery volume of the oil pump allows, thereby providing the largest possible Be Glallqueritese and also at the same time as little displacement stroke "gives away", beyond the Power losses significantly lowers, in particular minimizes friction losses, also manufacturing technology is easy to manufacture and assemble, thereby significantly reducing manufacturing costs, at the same time “particle insensitive” and thereby minimizes wear of the assemblies, so that even at very high speeds high reliability and a
  • the novel cell pump to be developed should also be characterized by a low-noise operation even at very high rotational speeds chen.
  • FIG. 1 the cell pump according to the invention in the side view, without cover (in section AA according to FIG. 2 ).
  • a stator 2 is rotatably disposed in a pump housing.
  • a drive shaft 3 is rotatably mounted in the pump housing rotatably on an eccentric 4 is arranged.
  • an orbiter 9 is rotatably mounted on the outer jacket 5 of this eccentric 4.
  • the heads 7 are arranged by pendulums which cooperate with associated, uniformly over the outer circumference of the orbiter 9 arranged guides, the pendulum divide the space between the stator 2 and the orbiter 9 in pump chambers 8.
  • the orbiter 9 has a guide groove 10 in which the shaft 11 of a guide pendulum 12 is gelagrert exclusively linearly displaceable.
  • the shafts 11 of the other pendulum, the sealing pendulum 13, are also linearly displaceable, but stored in pivotally mounted in Orbiter 9 sliding grooves 14.
  • these Gleitnuten 14 are each formed by two rotatably mounted in Orbiter 9 guide half-shells 32 which seal the pump chambers optimally over long sealing gaps.
  • Characteristic in this context is that the sliding grooves 14, but also the guide groove 10, in the working direction of the shafts 11 adjacent in the orbiter 9, working openings 15 are arranged which allow the shafts 11 immersion in these working openings 15 during the work cycle.
  • the guide half shells 32 are hydrostatically relieved.
  • throughflow openings 16 are arranged in the orbiter 9 between the bearings of the pendulum.
  • each of the pump chambers 8 has at least one circular suction opening 17 which is arranged in the, the working space of the orbiter 9 adjacent side wall of the pump housing 1.
  • these circularly concentric intake openings 17 according to the invention interact at bottom dead center with the circumference of the orbiter 9 and thereby generate a maximum possible inflow cross section.
  • each of the pump chambers 8 at the same time has at least one valve-controlled outflow opening 18 which is likewise arranged in the pump housing 1 in the side wall adjacent to the working area of the orbiter 9.
  • FIG. 2 now shows the cell pump according to the invention with a cover 33 in section at BB as shown FIG. 1 ,
  • outflow openings 18 are connected to each other with an annular pressure collecting channel 20.
  • the intake duct 19 and the pressure collecting channel 20 are arranged in a manufacturing process in an annular groove of the pump housing 1 and separated from each other by means of an angular ring 34 manufacturing technology easy to manufacture and assembled
  • the drive shaft 3 is, as in the FIG. 2 shown, also manufacturing technology easily stored in plain bearings 21, which adjacent an annular gap 22 is arranged.
  • a further sliding bearing 21 is arranged for the drive shaft 3. End, a shaft seal 35 is disposed to prevent the intake of air in the lid 33.
  • This Matterströmringnut 36 allows, as already explained, in conjunction with existing in the moving orbiter 9 through-flow openings 16 a double-sided filling of the pump chambers 8, with the already mentioned advantages of the inventive arrangement presented here.
  • reed valves 37 are arranged to work particulate insensitive while cost-effective and at the same time very reliable to ensure the respective desired working pressure.
  • FIG. 3 is now the cell pump according to the invention FIG. 2 shown on average at CC. Due to the solution according to the invention provided large Be Glallqueritese these can be used for suction side displacement control. As can be seen from this illustration, the delivery volume flow of the cell pump according to the invention shown here is controlled on the inlet side by means of a spring-loaded valve piston 23 arranged in the pump housing 1.
  • This spring-loaded valve piston 23 varies with its piston end 24 a control slot 25 which controls the inflow from an inlet bore 26.
  • an annular space 28 is arranged on the piston base 27 of the valve piston 23, into which via a control panel 29, a control bore 30 opens, for example, is in communication with the oil volume of the gallery.
  • the inflow via the inlet bore 26 from the oil pan can be controlled directly.
  • control bore 30 communicates via an orifice bore 31 with the annular gap 22 and thus ensures optimum lubrication of the sliding bearing 21 with filtered oil.
  • This suction control according to the invention now allows the storage of the orbiter 9 on a small eccentric diameter with sufficient clearance. This in turn leads to a further minimization of friction.
  • the novel cell pump which significantly reduces the power losses allows a high specific delivery volume of the oil pump, while providing the largest possible filling cross-sections and at the same time “lost" as little displacement stroke, while significantly reducing the power losses, in particular the friction losses minimized, also manufacturing technology is easy to manufacture and assemble, thereby significantly reducing manufacturing costs, beyond "particle insensitive” and minimizes wear of the assemblies, so that even at very high speeds high reliability and high life at high specific flow with high Efficiency can be ensured about it
  • the novel cell pump to be developed is characterized by a quiet running even at very high speeds.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Zellenpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Im Stand der Technik sind seit Jahren die unterschiedlichsten Ausführungen von Zellenpumpen bekannt. So beschreibt beispielsweise die DE 103 34 672 B3 eine Pendelschiebermaschine, bei der im Innenrotor speziell geformte Pendeln verschieb- und schwenkbar angeordnet sind, deren Pendelköpfe gleichzeitig schwenkbar im Gehäusering gelagert sind. Beidseitig des Innenrotors sind einerseits eine Saugniere und andererseits zu dieser um 180° versetzt eine Druckniere angeordnet. Bei dieser Bauform führt der Innenrotor im Gehäusering eine exzentrische Umlaufbewegung aus und pumpt dabei den Fördervolumenstrom aus der Saugniere in die Druckniere.
  • Der Umstand, dass die Steuerung der Verdrängerräume bei dieser und auch vielen anderen im Stand der Technik bekannten Lösungen über Schlitze am Umfang des Exzenters erfolgt, erfordert einerseits einen großen Exzenterdurchmesser, um ausreichend Strömungsquerschnittsfläche für das Fördermedium darzustellen und andererseits, aufgrund der Dichtheitsanforderungen zwischen Saug- und Druckniere ein sehr enges Passungsspiel zwischen dem Exzenter und dem Innenrotor.
  • Beide Merkmale führen in der Folge zu hohen Reibverlusten im Gleitlagerspalt zwischen dem Exzenter und dem Innenrotor.
  • Darüber hinaus besteht im Falle einer Schmierölpumpe die Gefahr, dass im Öl schwebende Schmutzpartikel in den Gleitlagerspalt gelangen und Verschleiß verursachen.
  • Bei zunehmendem Verschleiß verändert sich in der Folge das Passungsmaß zwischen dem Exzenter und dem Innenrotor, die Passung kann die Abdichtfunktion nicht mehr ausführen und der volumetrische Wirkungsgrad der Pumpe fällt ab.
  • In der DE 101 55 875 A1 wurde in Fig. 10 eine Lösung vorgestellt in welcher die saugseitige Befüllung vom Umfang des Exzenters entfernt wurde. Stattdessen erfolgt die saugseitige Verdrängersteuerung über Steuerschlitze mit kleinem Querschnitt in einer der seitlichen Begrenzungsflächen.
  • Bei dieser in der DE 101 55 875 A1 vorgestellten Zellenpumpe handelt es sich eine Oszillatorpumpe mit einem auf einer Exzenterwelle gelagerter Innenrotor an dessen Außenumfang Pleuel mittels deren Pleuelköpfen schwenkbar gelagert sind, und deren Pleuelschäfte in den Gleitnuten von Pleuelführungsbolzen verschiebbar gelagert sind, und die selbst wiederum schwenkbar in den Bolzenaufnahmen eines Gehäuseringes gelagert sind, so dass der Innenrotor im Gehäusering eine exzentrische Umlaufbewegung ausführt und dabei den Fördervolumenstrom über im Außenring angeordnete ventilbelastete Ausströmöffnungen hindurchpumpt.
  • In der Dissertation von A. Faßbender " Theoretische und experimentelle Untersuchungen saugseitiger Widerstandssteuerungen bei Verdrängerpumpen" (RWTH Aachen, 1995) wird eine saugseitige Verdrängersteuerung detailliert beschrieben.
  • Die Befüllung der Verdrängerräume erfolgt dabei im Bereich des unteren Totpunktes des Exzenters durch seitliche Schlitze.
  • Nachteilig an dieser Art der saugseitigen Verdrängersteuerung ist der damit verbundene Verlust an Verdrängungskapazität der Pumpe.
  • Solange die Verdrängerräume in Verbindung mit den seitlichen Befüllschlitzen stehen kann kein Druck in der Verdrängerkammer entstehen.
  • Die seitlichen Befüllschlitze schneiden einen Teil der Verdrängungsphase ab, man spricht dabei auch von einer Phasenanschnittssteuerung.
  • Mit der in DE 101 55 875 A1 gezeigten Lösung ist es aufgrund der funktionsbedingt kleinen Schlitzquerschnitte nicht möglich, die zur Förderung eines ausreichenden Schmierölvolumenstromes erforderlichen Befüllquerschnitte bereitzustellen.
  • Ein weiterer Nachteil vorgenannten Bauformen besteht darin, dass in Verbindung mit der exzentrischen Umlaufbewegung des Innenrotors im Gehäusering, insbesondere bei hohen Drehzahlen und bei Einsatz dieser Pumpe beispielsweise als eine von der Ausgleichswelle eines Kraftfahrzeugmotors angetriebenen Ölpumpe sehr hohe Wirkungsgradverluste auftreten, wobei diese Bauformen zudem unter den vg. Randbedingungen stets hohen Geräuschentwicklungen verursachen.
  • Im Stand der Technik ist weiterhin aus der DE 41 17 936 C2 eine Rotationskolbenmaschine bekannt bei der zwischen zwei ineinander exzentrisch und achsparallel angeordneten Rotoren Schaufelplatten angeordnet sind, die alle mittels Dreh-, Schubgelenke einerseits mit dem Außenrotor und andererseits mit dem Innenrotor verbunden sind.
  • Bei der in diesem Schutzrecht vorgestellten Verdrängermaschine dreht sich, wie erläutert, wiederum mit dem Innenrotor (analog der Wirkungsweise der Pendelschiebermaschine) synchron ein Außenrotor.
  • Daher wird auch bei dieser Lösung insbesondere in Folge der Gleitlagerung des Außenrotors bei hohen Gleitgeschwindigkeiten ein hohes Reibmoment erzeugt welches den Wirkungsgrad stark negativ beeinflusst wobei auch diese Lösung zudem eine hohe Geräuschbelastung verursacht.
  • Darüber hinaus ist aus der US 1 828 245 A eine Zellenpumpe mit einem ausschließlich linear verschiebbaren Führungspendel bekannt, bei welcher die Befüllung, bzw. Entleerung der Förderkammern der Zellenpumpe ausschließlich über spezielle in der Exzenterwelle angeordnete Nuten und zur vg. Wellenachse parallele Bohrungen erfolgt. Neben den fertigungstechnischen wie auch strömungstechnischen Nachteilen dieser Lösung zur Befüllung bzw. Entleerung der Förderkammern tritt aber auch bei dieser Bauform, wiederum insbesondere in Folge der Gleitlagerung des Außenrotors, bei hohen Gleitgeschwindigkeiten ein hohes Reibmoment auf welches ebenfalls all die bereits erläuterten Nachteile zur Folge hat.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin eine neuartige Zellenpumpe zu entwickeln, welche die vorgenannten Nachteile des Standes der Technik beseitigt, insbesondere ein hohes spezifisches Fördervolumen der Ölpumpe ermöglicht, dabei möglichst große Befüllquerschnitte bereitstellt und zudem gleichzeitig möglichst wenig Verdrängungshub "verschenkt", darüber hinaus die Verlustleistungen deutlich senkt, insbesondere die Reibungsverluste minimiert, zudem fertigungstechnisch einfach herstell- und montierbar ist, dadurch die Fertigungskosten deutlich reduziert, gleichzeitig "partikelunempfindlich" ist und auch dadurch den Verschleiß der Baugruppen minimiert, so dass selbst bei sehr hohen Drehzahlen eine hohe Zuverlässigkeit und eine hohe Lebensdauer bei hohem spezifischem Fördervolumen mit hohem Wirkungsgrad gewährleistet werden kann, darüber hinaus soll sich die zu entwickelnde neuartige Zellenpumpe zudem selbst bei sehr hohen Drehzahlen durch einen geräuscharmen Lauf auszeichnen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Zellenpumpe nach den Merkmalen des Hauptanspruches der Erfindung gelöst.
  • Vorteilhafte Ausführungen, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Zeichnungen zur erfindungsgemäßen Lösung.
  • Nachfolgend soll nun die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit drei Figuren näher erläutert werden.
  • Es zeigen dabei:
    • Figur 1 :
    die erfindungsgemäße Zellenpumpe in der Seitenansicht, ohne Deckel, (Schnitt A-A gemäß Figur 2);
    Figur 2 :
    die erfindungsgemäße Zellenpumpe im Schnitt bei B-B, gemäß Figur 1 mit einem Deckel;
    Figur 3 :
    die erfindungsgemäße Zellenpumpe im Schnitt bei C-C, gemäß Figur 2.
  • In der Figur 1 ist die erfindungsgemäßen Zellenpumpe in der Seitenansicht, ohne Deckel (im Schnitt A-A gemäß Figur 2), dargestellt.
  • In einem Pumpengehäuse ist drehfest ein Stator 2 angeordnet. Darüber hinaus ist im Pumpengehäuse drehbar eine Antriebswelle 3 gelagert auf der drehfest ein Exzenter 4 angeordnet ist. Auf dem Außenmantel 5 dieses Exzenters 4 ist ein Orbiter 9 drehbar gelagert.
  • Am Innenumfang des Stators 2 sind Pleuelaugen 6 gleichmäßig verteilt angeordnet. In diesen sind die Köpfe 7 von Pendeln angeordnet welche mit zugeordneten, gleichmäßig über den Außenumfang des Orbiters 9 angeordneten Führungen zusammenwirken, wobei die Pendel den Raum zwischen dem Stator 2 und dem Orbiter 9 in Pumpenkammern 8 unterteilen.
  • Erfindungswesentlich ist dabei, dass der Orbiter 9 über eine Führungsnut 10 verfügt in welcher der Schaft 11 eines Führungspendels 12 ausschließlich linear verschiebbar gelagrert ist.
  • Die Schäfte 11 der anderen Pendel, der Dichtpendel 13, sind ebenfalls linear verschiebbar, jedoch in schwenkbar im Orbiter 9 gelagerten Gleitnuten 14 gelagert.
  • Dabei werden diese Gleitnuten 14 jeweils von zwei drehbar im Orbiter 9 gelagerten Führungshalbschalen 32 gebildet welche die Pumpenkammern über lange Dichtspalte optimal abdichten.
  • Kennzeichnend ist in diesem Zusammenhang auch, dass den Gleitnuten 14, aber auch der Führungsnut 10, in Arbeitsrichtung der Schäfte 11 im Orbiter 9 benachbart, Arbeitsöffnungen 15 angeordnet sind welche den Schäfte 11 ein Eintauchen in diese Arbeitsöffnungen 15 während des Arbeitsspieles ermöglichen.
  • Infolge der vorliegenden erfindungsgemäßen Anordnung sind die Führungshalbschalen 32 hydrostatisch entlastet.
  • Erfindungswesentlich ist weiterhin, dass im Orbiter 9 zwischen den Lagerungen der Pendel Durchströmöffnungen 16 angeordnet sind.
  • Erfindungsgemäß verfügt jede der Pumpenkammern 8 über mindestens eine kreiskonzentrische Ansaugöffnung 17 welche in der, dem Arbeitsraum des Orbiters 9 benachbarten Seitenwand des Pumpengehäuses 1 angeordnet ist. Diese erfindungsgemäßen kreiskonzentrischen Ansaugöffnung 17 interagieren infolge der erfindungsgemäßen Orbiterkinematik im unteren Totpunkt mit dem Umfang des Orbiters 9 und erzeugen dabei einen maximal möglichen Einströmquerschnitt.
  • Die im Orbiter 9 zwischen den Lagerungen der Pendel angeordneten Durchströmöffnungen 16 ermöglichen gleichzeitig in Verbindung mit der erfindungsgemäßen, in der Figur 3 dargestellten, den kreiskonzentrischen Ansaugöffnungen 17 gegenüberliegend angeordneten, Überströmringnut 36 eine beidseitige Befüllung der Pumpenkammern 8.
  • Durch diese erfindungsgemäße beidseitige Befüllung (aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung der Durchströmöffnungen 16 und der Überströmringnut 36) wird der bereits erläuterte, maximal mögliche Einströmquerschnitt verdoppelt.
  • Mittels der erfindungsgemäßen Anordnung ist es somit gelungen, per Phasenanschnitt mit kreiskonzentrischen Saugschlitzen bei optimierter Orbiterkinematik eine "doppelseitige" Befüllung zu realisieren, um dadurch große Befüllquerschnitte bereitzustellen, die auch für eine saugseitigen Verdrängersteuerung genutzt werden können, sowie um gleichzeitig möglichst wenig Verdrängungshub zu "verschenken".
  • Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, dass jede der Pumpenkammern 8 gleichzeitig über mindestens eine ventilgesteuerte Ausströmöffnung 18 verfügt welche ebenfalls in der dem Arbeitsraum des Orbiters 9 benachbarten Seitenwand im Pumpengehäuse 1 angeordnet ist.
  • Die Figur 2 zeigt nun die erfindungsgemäße Zellenpumpe mit einem Deckel 33 im Schnitt bei B-B gemäß der Darstellung Figur 1.
  • Infolge der erfindungsgemäßen Anordnung gewährleisten die kreiskonzentrischen Ansaugöffnungen 17 im unteren Totpunkt des Orbiters 9 stets einen maximal möglichen Einströmquerschnitt.
  • Dabei sind diese Ansaugöffnungen 17, wie aus der Figur 2 ersichtlich, untereinander mit einem ringförmigen Ansaugkanal 19 verbunden.
  • Ebenso sind auch die Ausströmöffnungen 18 untereinander mit einem ringförmigen Drucksammelkanal 20 verbunden.
  • Der Ansaugkanal 19 und der Drucksammelkanal 20 sind fertigungstechnisch in einer Ringnut des Pumpengehäuses 1 angeordnet und voneinander mittels eines Winkelringes 34 fertigungstechnisch einfach herstell- und montierbar getrennt
  • Die Antriebswelle 3 ist, wie in der Figur 2 dargestellt, ebenfalls fertigungstechnisch einfach in Gleitlagern 21 gelagert, denen benachbart ein Ringspalt 22 angeordnet ist.
  • Im Deckel 33 ist ein weiteres Gleitlager 21 für die Antriebswelle 3 angeordnet. Endseitig ist zur Vermeidung des Einziehens von Luft im Deckel 33 ein Wellendichtring 35 angeordnet.
  • Darüber hinaus ist im Deckel 33 fertigungs- und montagetechnisch einfach die Überströmringnut 36 angeordnet.
  • Diese Überströmringnut 36 ermöglicht, wie bereits erläutert, in Verbindung mit den im bewegten Orbiter 9 vorhandenen Durchströmöffnungen 16 eine doppelseitige Befüllung der Pumpenkammern 8, mit den bereits erwähnten Vorzügen der hier vorgestellten erfindungsgemäßen Anordnung.
  • Dabei wird infolge dieser beidseitigen (doppelseitige) Befüllung der Pumpenkammern 8 zudem ein reibungsverlust- und geräuscharmen Einströmen des Fördervolumenstromes aus dem Ansaugkanal 19 in die Pumpenkammern 8 gewährleistet.
  • Durch das in der Führungsnut 10 des Orbiters 9 translatorisch verschiebbar gelagerte Führungspendel 12 wird der Orbiter 9 am Verdrehen gehindert und führt pendelnd "Hub- und Senkbewegung" aus, wodurch der Fördervolumenstrom nicht nur wie bereits erläutert optimal in die Pumpenkammern 8 einströmen kann, sondern auch aus diesen Pumpenkammern 8 durch die Ausströmöffnungen 18 hindurch verlustarm in den Drucksammelkanal 20 gepumpt werden kann, so dass selbst bei sehr hohen Drehzahlen eine hohe Zuverlässigkeit und eine hohe Lebensdauer bei hohem Wirkungsgrad gewährleistet ist.
  • Infolge der kleinen seitlichen Führungsflächen zwischen dem Orbiter 9 und dem Pumpengehäuse 1 bzw. zwischen dem Orbiter 9 und dem Deckel 33 werden auch dort die Reibungsverluste minimiert.
  • Zwischen den Ausströmöffnungen 18 und dem Drucksammelkanal 20 sind mit Hubbegrenzungen 38 versehene Zungenventile 37 angeordnet die partikelunempfindlich arbeiten und dabei kostengünstig wie auch gleichzeitig sehr zuverlässig den jeweils gewünschten Arbeitsdruck gewährleisten.
  • In der Figur 3 ist nun die erfindungsgemäße Zellenpumpe gemäß Figur 2 im Schnitt bei C-C dargestellt. Auf Grund der durch die erfindungsgemäße Lösung bereitgestellten große Befüllquerschnitte können diese zur saugseitigen Verdrängersteuerung genutzt werden. Wie aus dieser Darstellung zu entnehmen ist wird der Fördervolumenstrom der hier dargestellten erfindungsgemäßen Zellenpumpe zulaufseitig mittels eines im Pumpengehäuse 1 angeordneten federbelasteten Ventilkolbens 23 gesteuert.
  • Dieser federbelastete Ventilkolben 23 variiert mit seiner Kolbenstirn 24 einen Steuerschlitz 25 welcher den Zufluss aus einer Zulaufbohrung 26 steuert. Hierzu ist am Kolbenfuß 27 des Ventilkolbens 23 ein Ringraum 28 angeordnet, in den über eine Steuerblende 29 eine Steuerbohrung 30 mündet die beispielsweise mit dem Ölvolumen der Galerie in Verbindung steht.
  • Dadurch kann beispielsweise mit dem Steuerdruck des Ölvolumens der Galerie der Zufluss über die Zulaufbohrung 26 aus der Ölwanne direkt angesteuert werden.
  • Gleichzeitig steht die Steuerbohrung 30 über eine Blendenbohrung 31 mit dem Ringspalt 22 in Verbindung und gewährleistet so eine optimale Schmierung der Gleitlager 21 mit gefiltertem Öl.
  • Diese erfindungsgemäße Saugsteuerung ermöglicht nun die Lagerung des Orbiters 9 auf einem kleinen Exzenterdurchmesser mit ausreichend Lagerspiel. Dies führt wiederum zu einer weiteren Reibungsminimierung.
  • Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist es somit gelungen eine neuartige Zellenpumpe zu entwickeln, welche die Verlustleistungen deutlich senkt ein hohes spezifisches Fördervolumen der Ölpumpe ermöglicht, dabei möglichst große Befüllquerschnitte bereitstellt und gleichzeitig möglichst wenig Verdrängungshub "verschenkt", dabei die Verlustleistungen deutlich senkt, insbesondere die Reibungsverluste minimiert, zudem fertigungstechnisch einfach herstell- und montierbar ist, dadurch die Fertigungskosten deutlich reduziert, darüber hinaus "partikelunempfindlich" ist und den Verschleiß der Baugruppen minimiert, so dass selbst bei sehr hohen Drehzahlen eine hohe Zuverlässigkeit und eine hohe Lebensdauer bei hohem spezifischem Fördervolumen mit hohem Wirkungsgrad gewährleistet werden kann, darüber hinaus zeichnet sich die zu entwickelnde neuartige Zellenpumpe zudem selbst bei sehr hohen Drehzahlen sich durch einen geräuscharmen Lauf aus.
    • Bezugszeichenzusammenstellung
    • 1
    Pumpengehäuse
    2
    Stator
    3
    Antriebswelle
    4
    Exzenter
    5
    Außenmantel
    6
    Pleulauge
    7
    Kopf
    8
    Pumpenkammer
    9
    Orbiter
    10
    Führungsnut
    11
    Schaft
    12
    Führungspendel
    13
    Dichtpendel
    14
    Gleitnuten
    15
    Arbeitsöffnungen
    16
    Durchströmöffnungen
    17
    Ansaugöffnungen
    18
    Ausströmöffnungen
    19
    Ansaugkanal
    20
    Drucksammelkanal
    21
    Gleitlager
    22
    Ringspalt
    23
    Ventilkolben
    24
    Kolbenstirn
    25
    Steuerschlitz
    26
    Zulaufbohrung
    27
    Kolbenfuß
    28
    Ringraum
    29
    Steuerblende
    30
    Steuerbohrung
    31
    Blendenbohrung
    32
    Führungshalbschalen
    33
    Deckel
    34
    Winkelring
    35
    Wellendichtring
    36
    Überströmringnut
    37
    Zungenventil
    38
    Hubbegrenzung

Claims (7)

  1. Zellenpumpe mit einem Pumpengehäuse (1) einem im Pumpengehäuse (1) angeordneten Stator (2), einer im Pumpengehäuse (1) angeordneten Antriebswelle (3) mit einem drehfest mit der Antriebswelle (3) verbundenen Exzenter (4), einem drehbar auf dem Außenmantel (5) des Exzenters (4) angeordneten Innenring, mit über den Innenumfang des Stators (2) gleichmäßig verteilt angeordneten Pleuelaugen (6) in welchen die Köpfe (7) von Pendeln angeordnet sind die mit zugeordneten, gleichmäßig über den Außenumfang des Innenringes angeordneten Führungen zusammenwirken und den Raum zwischen dem Stator (2) und dem Innenring in Pumpenkammern (8) unterteilen, wobei die Schäfte (11) von Dichtpendeln (13) in schwenkbar gelagerten Gleitnuten (14) geführt werden und wobei diesen Gleitnuten (14), in Arbeitsrichtung der Schäfte 11 benachbart, Arbeitsöffnungen (15) im Orbiter (9) angeordnet sind, wobei der Innenring ein Orbiter (9) ist, der über eine Führungsnut (10) verfügt in welcher der Schaft (11) eines der Führungspendel (12) ausschließlich linear verschiebbar angeordnet ist, wobei im Orbiter (9), dieser Führungsnut (10) in Arbeitsrichtung des Schaftes (11) benachbart, eine Arbeitsöffnung (15) angeordnet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass jede der Pumpenkammern (8) sowohl über mindestens eine in der/den, dem Arbeitsraum des Orbiters (9) benachbarten Seitenwand/Seitenwänden angeordnete Ansaugöffnung (17) wie auch über mindestens eine in der/den, dem Arbeitsraum des Orbiters (9) benachbarten Seitenwand/Seitenwänden angeordnete ventilgesteuerte Ausströmöffnung (18) verfügt, und
    - dass im Orbiter (9) zwischen den Lagerungen der Pendel Durchströmöffnungen (16) angeordnet sind, und
    - dass den Ansaugöffnungen (17) gegenüberliegend an der anderen Seitenwand im Arbeitsraum des Orbiters (9) eine Überströmringnut (36) angeordnet ist.
  2. Zellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansaugöffnungen (17) mit einem ringförmigen Ansaugkanal (19) und die Ausströmöffnungen (18) mit einem ringförmigen Drucksammelkanal (20) untereinander verbunden sind.
  3. Zellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (3) in Gleitlagern (21) gelagert ist, denen ein Ringspalt (22) benachbart angeordnet ist.
  4. Zellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fördervolumenstrom zulaufseitig mittels eines im Pumpengehäuse angeordneten federbelasteten Ventilkolbens (23) derart gesteuert wird, dass dieser mit seiner Kolbenstirn (24) einen Steuerschlitz (25) variiert welcher den Zufluss aus einer Zulaufbohrung (26) steuert, wobei am Kolbenfuß (27) des Ventilkolbens (23) ein Ringraum (28) angeordnet ist, in den über eine Steuerblende (29) eine Steuerbohrung (30) mündet die mit dem Ölvolumen der Galerie, d.h. des Hauptölkanals, in Verbindung steht.
  5. Zellenpumpe nach Anspruch 3 und 4 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerbohrung (30) über eine Blendenbohrung (31) mit dem Ringspalt (22) in Verbindung steht.
  6. Zellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitnuten (14) jeweils von zwei drehbar im Orbiter (9) gelagerten Führungshalbschalen (32) gebildet werden.
  7. Zellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellenpumpe über einen Deckel (33) verfügt in dem ein Gleitlager (21) für die Antriebswelle (3), ein Wellendichtring (35) und die Überströmringnut (36) angeordnet sind.
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