EP3015708B1 - Flügelzellenpumpe mit verbessertem startverhalten - Google Patents

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EP3015708B1
EP3015708B1 EP15188652.0A EP15188652A EP3015708B1 EP 3015708 B1 EP3015708 B1 EP 3015708B1 EP 15188652 A EP15188652 A EP 15188652A EP 3015708 B1 EP3015708 B1 EP 3015708B1
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EP
European Patent Office
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pressure
vane
vane pump
double
quadrants
Prior art date
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EP15188652.0A
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English (en)
French (fr)
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EP3015708A1 (de
Inventor
Dirk Borchers
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Magna Powertrain Bad Homburg GmbH
Original Assignee
Magna Powertrain Bad Homburg GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Magna Powertrain Bad Homburg GmbH filed Critical Magna Powertrain Bad Homburg GmbH
Publication of EP3015708A1 publication Critical patent/EP3015708A1/de
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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
    • F04C2/34—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 the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F04C2/344—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 the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
    • F04C2/3446—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 the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member the inner and outer member being in contact along more than one line or surface
    • 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
    • F04C11/00—Combinations of two or more machines or pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type; Pumping installations
    • F04C11/001—Combinations of two or more machines or pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type; Pumping installations of similar working principle
    • 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 pump, with a contour ring, with a rotor, with wings, with side plates, with a housing and a housing cover, with Untererielnuten for supplying the lower wing surfaces with pressure, wherein the wings are arranged radially displaceable in the rotor and by the pressure extend under the wings and be pressed against the contour ring.
  • Such vane pumps are known, they are used in particular for the supply of power steering systems or similar hydraulic systems in motor vehicles and as a gear pump in an automatic transmission.
  • the two pressure chambers of the vane cells are connected to one another, for example via a pressure collecting space inside or outside the pump, which leads to the consumer in a common pressure line.
  • the two suction chambers of the vane cells are connected to each other and lead to the intake of the pump in which the oil flowing back from the steering or a tank of the pump is fed back.
  • Such a pump is out of the DE10259894 A1 known.
  • This vane pump has a Weghübigen contour ring, a rotor with wings, side plates and a housing and a housing cover, under-wing grooves for supplying the lower wing surfaces with pressure, wherein the rotor radially displaceable wings through the Pressure in the Untererielnut be pressed against the contour ring, the Untererielnut is divided into two and each part, seen in the direction of rotation, under a Saugniere and at least one subsequent pressure kidney, so that the Untererielnut, which is associated with the suction of a pump half, with the associated Untererielnut which is associated with the pressure region of the same pump half, communicating and is not connected to the Untererielnuten the other pump half.
  • This has the consequence that the undererielmakers is designed such that no direct shorts on the channels in the side plates and the wings are always pressed with the necessary pressure to the contour to prevent unwanted lifting and thus resulting short circuits.
  • WO2012079573A1 shows a single-flow pump, so that the need for a separation of Untererielnuten is not given. There is no structure in which a pair of quadrants are separated and a quadrant pair is hydraulically connected.
  • a vane pump with a very special approach which has an underfloor pressure section and a take-off downlift travel section, wherein working fluid entering the underfloor pressure section is forced into the take-off downlift travel section.
  • the wing located in the Startuntererielausfahrabêt or be in the Startuntererielausfahr section wings are moved outward in the direction of Hubkontur and create in a subsequent separation area a separation between the suction and pressure range or between a pump inlet and the pump outlet, so that the pump begins to promote.
  • the vanes are extended by the centrifugal forces acting during operation of the pump. The pump may experience problems if the vanes are not located on the stroke contour.
  • the pump has a certain leakage rate and starts delayed.
  • DE2630736 shows a double-vane vane pump with Untererielnuten. These Untererielnuten are each paired with an output or input of the pump.
  • the grooves 16 and 17 which are arranged on the suction side, are connected via connections 18B and 18A in direct communication with the pressure side of the pump.
  • the pressure side passes through a valve 22 to the consumer.
  • a second valve is addressed, which is controlled by a control line of the first pressure circuit.
  • the two Nutenpärchen are each connected via a valve with a pressure consumer.
  • the invention has for its object to provide a vane pump, in which an improved start-up characteristic is achieved.
  • a vane pump with a two-stroke cam, with a rotor, with wings, with side plates, with a housing and with a housing cover with Untererielnuten to supply the lower wing surfaces with pressure, wherein the radially slidably mounted in the rotor wings through the pressure being pressed outwards against the lifting ring, wherein the Untererielnuten extend in each case in one of four squares of the vane pump along a radius, the Untererielnut the second and the fourth quadrant, which are associated with the pressure range of the vane pump via at least one check valve with the Untererielnuten the quadrants of the suction area are in communication and wherein of the two pairs of quadrants, the first and third quadrant and the second and fourth quadrant (II, IV) each arranged at least one quadrant pair hydraulically separated.
  • connection of the quadrant of the pressure side contains at least one throttle point in order to establish the pressure difference in pump operation.
  • the respective throttle point is arranged in the flow direction in front of the check valves.
  • FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram of a double-flow pump to see.
  • the two intake regions 13 are connected to a reservoir via suction lines, which are not shown, and suck the fluid from this common reservoir.
  • the pressure regions 12 lead to a pressure line 11.
  • the vane pump is shown schematically and has four quadrants, the Latin numerals I, II, III, IV are designated. Separated by an approximately horizontal central axis, the pressure regions 12 and the suction regions 13 are arranged diametrically opposite one another. The pressure areas 12 are connected to the pressure side 11 via a line which is shown as a solid line.
  • Untererielnuten 14 each extending only along the respective quadrant. They have a radial extent along a radius R about the central axis.
  • the Untererielnuten are exemplified as a simple and unstructured grooves uniform size, width formed.
  • the Untererielnuten the pressure-side quadrants are connected via throttle bodies 6 with check valves 5 in connection.
  • the line On the output side 5A of the check valve, the line is connected to a connection to the underfloor grooves of the suction regions 13. Furthermore, the output side 5A of the check valve communicates with the pressure side 11.
  • This circuit describes a pressure-dependent separation of the individual Untererielnuten 14 of Untererielnutenpärchens.
  • the vane pump When the vane pump, the blades of the pump fall into the respective sections of the rotor, the pump can be filled with air to a large extent or is operated with cold and therefore highly viscous oil.
  • the wings in the first and third quadrant extend by external forces at least a small piece. If gravity is insufficient to extend the wings sufficiently, centrifugal forces or other mechanical measures can cause the wings to extend. Even if this failure of the wings is not sufficient to reach the contour of the cam ring and thus to allow starting of the pumps, so nevertheless increases the volume in the Untererielnuten 14 under the wings. This volume fills up with the oil or the working medium which is present in the openings of the first and third quadrants of the underfloor groove, 14 I , 14 III , to the pressure plate. This suction process over the entire area of the first and third quadrants of the lower wing groove takes place in the lower wing area.
  • the entire volume of oil sucked in by the extension of the vanes is conveyed to the second and fourth quadrants of the underflute groove 14 II , 14 IV .
  • the two pairs of quadrants, the first and third quadrants I, III and the second and fourth quadrants II, IV are each hydraulically separated from each other.
  • the second and fourth quadrant by finding the pressure areas 12, can open to the outside only by a check valve 5. The fact that in these quadrants the wings are pushed by the Hubringkontur, the oil volume, which was sucked in the first and third quadrant, now pushed out again and continuously collected in the second and fourth quadrant of the undercut groove.
  • quadrants are possible for the practice of the invention. It is only important that a quadrant pair is separated and a pair of quadrants hydraulically connected. The requirement for the function of the pump is that at least one quadrant pair is arranged hydraulically separated.
  • FIG. 2 the construction is slightly different than the construction in FIG. 1 However, the circuits remain the same.
  • the check valves 5 in the embodiment of FIG. 2 the pressure connections that connect the pressure areas 12 to the pressure side 11 integrated.
  • FIGS. 3 to 5 an exemplary embodiment of a vane pump is shown, in which an integrated solution of the circuit already described is presented.
  • the check valve is integrated as a plate valve with little effort in a pressure plate of the vane pump.
  • a vane pump is shown in a separate housing as an example in the illustration.
  • cartridge pumps whose housings are formed by components of other components such as a motor or a transmission. The terms housing and housing cover thus describe the spatial limit of the vane pump.
  • Fig. 3 4 and 5 is shown schematically the structure of a two-stroke vane pump.
  • a rotor 32 with extendable wings 30 is shown within a double-stroke cam ring 39.
  • the rotor 32 is rotationally driven by a shaft 35 and rotates in a space between a base housing 33 and a pressure plate 31.
  • the vane pump includes two pressure areas 12 and two suction areas 13, which by corresponding pressure and suction kidneys and correspondingly enlarging or reducing cells within of the lifting ring are shown.
  • the function of such vane pumps is known.
  • the cells between two wings increase in the suction region 13 and thus suck fluid into the rotation group.
  • the cell volumes between two wings shrink and thus squeeze the fluid out of the pressure regions 12.
  • Integrated into the pressure plate 31 are the check valves 5. About connections 36, which are closed with spring plates 8, the working space of the pump with the pressure range 11 is in communication. The spring plate 8 is pressed with a spring 9 against the pressure plate.
  • the function of the check valves is such that the pressure ranges are closed when the pump is at a standstill and when the start pressure is established. After the start of the promotion, a target pressure builds up within the rotation group, which allows the non-return valve to be lifted and thus enables a delivery of the pressure oil to the outside into the two pressure channels and thus to corresponding consumers.
  • the check valves are designed as simple plate valves. Other variants are possible.
  • the pump is operated with a cold start plate, which may also include a check valve according to the invention.
  • Cold start plates are installed, in which the check valve 5 can be integrated. Cold start plates are arranged parallel to the pressure plate and perform at standstill a sealing function.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Flügelzellenpumpe, mit einem Konturring, mit einem Rotor, mit Flügeln, mit Seitenplatten, mit einem Gehäuse und einem Gehäusedeckel, mit Unterflügelnuten zur Versorgung der unteren Flügelflächen mit Druck, wobei die Flügel radial verschieblich im Rotor angeordnet sind und durch den Druck unter den Flügeln ausfahren und gegen den Konturring gepresst werden.
    • Stand der Technik
  • Derartige Flügelzellenpumpen sind bekannt, sie werden insbesondere zur Versorgung von Lenkhilfesystemen oder ähnlichen hydraulischen Systemen in Kraftfahrzeugen sowie als Getriebepumpe in einem Automatikgetriebe eingesetzt. Dabei sind die beiden Druckkammern der Flügelzellen beispielsweise über einen Drucksammelraum innerhalb oder außerhalb der Pumpe miteinander verbunden, welcher in einer gemeinsamen Druckleitung zum Verbraucher führt. Ebenso sind die beiden Saugkammern der Flügelzellen miteinander verbunden und führen zum Ansaugbereich der Pumpe, in dem das aus der Lenkung oder einem Tank zurückströmende Öl der Pumpe wieder zugeführt wird.
  • Bei einem Kaltstart der Pumpe kommt es dazu, dass durch Leerlaufen der Pumpe und durch hochviskose Arbeitsmittel die Pumpe erst verzögert startet und hohe Drehzahlen bis zum gewünschten Förderergebnis benötigt. Durch das Einfallen der Flügel mit der Schwerkraft in die Schlitze des Rotors oder durch Motorrückschlag wird das Kaltstartverhalten weiterhin negativ beeinflusst.
  • Eine solche Pumpe ist aus der DE10259894 A1 bekannt. Diese Flügelzellenpumpe hat einen zweihübigen Konturring, einen Rotor mit Flügeln, Seitenplatten und ein Gehäuse und einen Gehäusedeckel, Unterflügelnuten zur Versorgung der unteren Flügelflächen mit Druck, wobei die im Rotor radial verschiebbaren Flügel durch den Druck in der Unterflügelnut gegen den Konturring gepresst werden, wobei die Unterflügelnut zweigeteilt ist und sich jeweils ein Teil, in Drehrichtung gesehen, unter einer Saugniere und mindestens einer nachfolgenden Druckniere erstreckt, so dass die Unterflügelnut, die dem Saugbereich der einen Pumpenhälfte zugeordnet ist, mit der dazugehörigen Unterflügelnut, die dem Druckbereich derselben Pumpenhälfte zugeordnet ist, in Verbindung steht und keine Verbindung zu den Unterflügelnuten der anderen Pumpenhälfte besteht. Das hat zur Folge, dass die Unterflügelversorgung derartig ausgebildet ist, dass über die Kanäle in den Seitenplatten keine direkten Kurzschlüsse entstehen und die Flügel immer mit dem notwendigen Druck an die Kontur gedrückt werden, um ein ungewolltes Abheben und damit entstehende Kurzschlüsse zu verhindern.
  • WO2012079573A1 zeigt eine einflutige Pumpe, so dass die Notwendigkeit einer Trennung der Unterflügelnuten nicht gegeben ist. Es besteht kein Aufbau, bei dem ein Quadrantenpaar getrennt und ein Quadrantenpaar hydraulisch verbunden ist.
  • Aus der DE2512433 A1 ist eine zweiflutige Pumpe mit Verbindung der Unterflügelnuten über Bohrungen zur Druckseite bekannt. Eine strikte Trennung der Quadraten, die hydraulisch paarweise voneinander unabhängig sind, wird nicht beschrieben.
  • Aus der WO2009121471A1 ist eine Flügelzellenpumpe mit einem sehr speziellen Ansatz bekannt, die einen Unterflügeldruckabschnitt und einen Startunterflügelausfahrabschnitt aufweist, wobei in den Unterflügeldruckabschnitt einfahrenden Flügel Arbeitsmedium in den Startunterflügelausfahrabschnitt gedrückt wird. Dadurch wird der im Startunterflügelausfahrabschnitt befindliche Flügel beziehungsweise werden die im Startunterflügelausfahr abschnitt befindlichen Flügel nach außen in Richtung der Hubkontur bewegt und schaffen in einem folgenden Trennbereich eine Trennung zwischen Saugbereich und Druckbereich beziehungsweise zwischen einem Pumpeneingang und dem Pumpenausgang, so dass die Pumpe zu fördern beginnt. Darüber hinaus werden die Flügel durch die im Betrieb der Pumpe wirkenden Fliehkräfte ausgefahren.. Die Pumpe kann Probleme aufweisen, wenn die Flügel sich nicht an der Hubringkontur befinden.
  • Die Pumpe weist eine gewisse Leckage Rate auf und läuft verzögert an.
  • DE2630736 zeigt eine zweiflutige Flügelzellenpumpe mit Unterflügelnuten. Dabei sind diese Unterflügelnuten jeweils paarweise mit einem Ausgang bzw. Eingang der Pumpe verbunden. Die Nuten 16 und 17die saugseitig angeordnet sind, stehen über Verbindungen 18Bund 18A mit der Druckseite der Pumpe in direkter Verbindung Die Druckseite geht über ein Ventil 22 zum Verbraucher. Über die Nuten 19 und 20 und den Leitungen 21A und 21B wird ein zweites Ventil angesprochen, das von einer Steuerleitung des ersten Druckkreises kontrolliert ist. Damit sind die beiden Nutenpärchen jeweils über ein Ventil mit einem Druckverbraucher verbunden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flügelzellenpumpe zu schaffen, bei der eine verbesserte Anlaufcharakteristik erreicht wird.
  • Die Aufgabe wird gelöst mit einer Flügelzellenpumpe, mit einem zweihubigen Hubring, mit einem Rotor, mit Flügeln, mit Seitenplatten, mit einem Gehäuse und mit einem Gehäusedeckel, mit Unterflügelnuten zur Versorgung der unteren Flügelflächen mit Druck, wobei die im Rotor radial verschiebbar gelagerten Flügel durch den Druck nach außen gegen den Hubring gepresst werden, wobei die Unterflügelnuten sich jeweils in einem von vier Quadraten der Flügelzellenpumpe entlang eines Radius erstrecken, wobei die Unterflügelnut des zweiten und des vierten Quadranten, die dem Druckbereich der Flügelzellenpumpe zugeordnet sind über mindestens ein Rückschlagventil mit den Unterflügelnuten der Quadranten des Saugbereichs in Verbindung stehen und wobei von den beiden Quadrantenpaare, der erste und dritte Quadranten und der zweite und vierte Quadranten(II, IV) jeweils mindestens ein Quadrantenpaar hydraulisch getrennt angeordnet ist.
  • Durch die erfindungsgemäße Lösung wird eine druckabhängige Schaltung der einzelnen Unterflügelnuten hergestellt, einen ausreichenden Druck für das Anlaufen der Pumpe Verfügung zu stellen.
  • Es ist dabei von Vorteil, dass die Unterflügelnuten nicht mit Saug-oder Druckbereichen überlappen. Dadurch wird die Schaltung zum Anlaufen der Flügelzellenpumpe völlig von der normalen Betriebsschaltung getrennt und entkoppelt.
  • Vorteilhafterweise enthält die Verbindung des Quadranten der Druckseite mindestens eine Drosselstelle, um die Druckdifferenz im Pumpenbetrieb herzustellen.
  • Es ist dabei von Vorteil, dass die jeweilige Drosselstelle in Strömungsrichtung vor den Rückschlagventilen angeordnet ist.
    • Beschreibung der Erfindung
  • Die Erfindung wird nun anhand der Figuren näher beschrieben.
    • Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen, hydraulischen Schaltplan
    • Fig. 2 zeigt einen alternativen erfindungsgemäßen Schaltplan
    • Fig. 3 zeigt einen Schnitt entlang der Rotationsachse der Pumpe
    • Fig. 4 zeigt eine Ansicht der Baugruppe von oben
    • Fig. 5 zeigt einen Schnitt entlang der Achse B-B
  • In Figur 1 ist ein hydraulisches Schaltbild einer zweiflutigen Pumpe zu sehen. Die beiden Ansaugbereiche 13 sind über Saugleitungen, die nicht dargestellt sind, mit einem Reservoir verbunden und saugen aus diesem gemeinsamen Reservoir das Fluid an. Die Druckbereiche 12 führen zu einer Druckleitung 11.
  • Die Flügelzellenpumpe ist schematisch dargestellt und weist vier Quadranten auf, die den lateinischen Ziffern I, II, III, IV bezeichnet sind. Getrennt durch eine in etwa horizontal liegende Mittelachse sind die Druckbereiche 12 und die Saugbereiche 13 diametral voneinander angeordnet. Die Druckbereiche 12 sind über eine Leitung, die als durchgezogene Linie dargestellt ist, mit der Druckseite 11 verbunden. In der Figur zu erkennen sind Unterflügelnuten 14, die sich jeweils nur entlang des jeweiligen Quadranten erstrecken. Sie haben eine radiale Erstreckung entlang eines Radius R um die Mittelachse. Die Unterflügelnuten sind dabei beispielhaft als einfache und unstrukturierte Nuten gleichmäßiger Größe, Breite ausgebildet.
  • Die Unterflügelnuten der druckseitigen Quadranten stehen über Drosselstellen 6 mit Rückschlagventilen 5 in Verbindung. An der Ausgangsseite 5A des Rückschlagventils ist die Leitung mit einer Verbindung zu den Unterflügelnuten der Saugbereiche 13 verbunden. Weiterhin steht die Ausgangsseite 5A des Rückschlagventil mit der Druckseite 11 in Verbindung.
  • Diese Schaltung beschreibt eine druckabhängige Trennung der einzelnen Unterflügelnuten 14 eines Unterflügelnutenpärchens. Im Stillstand der Flügelzellenpumpe fallen die Flügel der Pumpe in den jeweiligen Ausschnitten des Rotors ein, die Pumpe kann zu einem großen Anteil mit Luft gefüllt sein oder wird mit kaltem und deswegen hochviskosem Öl betrieben.
  • Allerdings fahren die Flügel im ersten und dritten Quadranten durch äußere Kräfte zumindest ein kleines Stück aus. Wenn die Schwerkraft nicht ausreicht, um die Flügel ausreichend auszufahren kann man durch Fliehkrafteffekte oder andere mechanische Maßnahmen ein Ausfahren der Flügel erreichen. Auch wenn dieser Ausfall der Flügel nicht ausreicht, um die Kontur des Hubrings zu erreichen und damit ein Starten der Pumpen zu ermöglichen, so vergrößert sich dennoch das Volumen in den Unterflügelnuten 14 unter den Flügeln. Dieses Volumen füllt sich mit dem Öl bzw. dem Arbeitsmedium, welches in den Öffnungen der ersten und dritten Quadranten der Unterflügelnut, 14I, 14III, zur Druckplatte vorliegt. Dieser Ansaugprozess über den gesamten Bereich des ersten und dritten Quadranten der Unterflügelnut findet im Unterflügelbereich statt. Das gesamte Ölvolumen, das durch das Ausfahren der Flügel angesaugt wird, wird in den zweiten und vierten Quadranten der Unterflügelnut 14II, 14IV gefördert. Die beiden Quadrantenpaare, der erste und dritte QuadrantenI, III und der zweite und vierte Quadranten II, IV sind jeweils voneinander hydraulisch getrennt. Der zweite und vierte Quadranten, indem sich die Druckbereiche 12 finden, kann sich nach außen nur durch ein Rückschlagventil 5 öffnen. Dadurch, dass in diesen Quadranten die Flügel von der Hubringkontur eingeschoben werden, wird das Ölvolumen, das im ersten und dritten Quadranten angesaugt wurde, nun wieder aus geschoben und kontinuierlich im zweiten und vierten Quadranten der Unterflügelnut gesammelt. Mit der Zeit füllen sich auf diese Weise die Unterflügelnuten im zweiten und vierten Quadranten, wodurch nach kurzer Zeit die Nuten befüllt sind und durch den sich aufbauenden Druck alle Flügel in diesen Quadranten an die Kontur gedrückt werden. Dies ist die Bedingung dafür, dass die Pumpe startet. Nach wie vor wird weiterhin Öl aus dem ersten und dritten Quadranten unter der jeweiligen Unterflügelnut in den zweiten und Quadranten gefördert, so dass hier ein Überdruck entsteht. Ist der Solldruck erreicht, werden die Rückschlagventile zum Druckbereich 11 geöffnet. An den Verbindungsstellen zu den Rückschlagventilen lässt sich über gezielte Blenden- oder Ventilwahl auch ein gewünschter Unterflügeldruck einstellen. Im regulären Pumpenbetrieb wird die Druckdifferenz zwischen unter Flügel und Oberflügel im zweiten und dritten Quadranten über diese Drosselstelle eingestellt. Bei abgestellter Pumpe verhindern die Rückschlagventile, dass der zweite und vierte Unterflügelsektor leerlaufen kann.
  • Für die Ausführung der Erfindung sind auch andere Kombinationen der Quadranten möglich. Wichtig ist dabei nur, das ein Quadrantenpaar getrennt und ein Quadrantenpaar hydraulisch verbunden ist. Die Forderung für die Funktion der Pumpe ist, dass mindestens ein Quadrantenpaar hydraulisch getrennt angeordnet ist.
  • In Figur 2 ist der Aufbau geringfügig anders als der Aufbau in Figur 1, die Schaltungen bleibt allerdings dieselbe. Im Unterschied zu der Ausführungsform der Figur 1 sind die Rückschlagventile 5 in der Ausführungsform der Figur 2 die Druckverbindungen, die die Druckbereiche 12 mit der Druckseite 11 verbinden, integriert.
  • In den Figuren 3 bis 5 ist eine beispielhafte Ausführungsform einer Flügelzellenpumpe dargestellt, bei der eine integrierte Lösung der bereits beschriebenen Schaltung vorgestellt wird. Das Rückschlagventil wird dabei als Plattenventil mit geringem Aufwand in eine Druckplatte der Flügelzellenpumpe integriert. Dabei wird als Beispiel in der Darstellung eine Flügelzellenpumpe in einem eigenen Gehäuse dargestellt. Von der Erfindung ebenfalls umfasst sind aber auch Cartridge-Pumpen, deren Gehäuse durch Bauteile anderer Baugruppen wie einem Motor oder einem Getriebe gebildet werden. Die Begriffe Gehäuse und Gehäusedeckel beschreiben somit die räumliche Begrenzung der Flügelzellenpumpe.
  • In Fig. 3, 4 und 5 ist schematisch der Aufbau einer zweihubigen Flügelzellenpumpe dargestellt. Innerhalb eines doppelhubigen Hubrings 39 ist ein Rotor 32 mit herausfahrbaren Flügeln 30 dargestellt. Der Rotor 32 wird durch eine Welle 35 drehangetrieben und dreht sich in einem Raum zwischen einem Grundgehäuse 33 und einer Druckpatte 31. Die Flügelzellenpumpe enthält zwei Druckbereiche 12 und zwei Saugbereiche 13, welche durch entsprechende Druck- und Saugnieren und sich entsprechend vergrößernde oder verkleinernde Zellen innerhalb des Hubringes dargestellt sind. Die Funktion derartiger Flügelzellenpumpen ist bekannt. Bei Drehung des Rotors 32 vergrößern sich die Zellen zwischen zwei Flügeln im Saugbereich 13 und saugen somit Fluid in die Rotationsgruppe. Im Druckbereich 12 verkleinern sich die Zellvolumina zwischen zwei Flügeln und pressen somit das Fluid aus den Druckbereichen 12 aus.
  • In die Druckplatte 31 integriert sind die Rückschlagventile 5. Über Verbindungen 36, die mit Federtellern 8 verschlossen sind, steht der Arbeitsraum der Pumpe mit dem Druckbereich 11 in Verbindung. Der Federteller 8 ist mit einer Feder 9 gegen die Druckplatte gepresst.
  • Die Funktion der Rückschlagventile ist dahingehend, dass im Stillstand der Pumpe und beim Aufbau des Startdrucks die Druckbereiche verschlossen sind. Nach Beginn der Förderung baut sich innerhalb der Rotationsgruppe ein Solldruck auf, der die Rückschlagventil abheben lässt und damit eine Förderung des Drucköls nach außen in die beiden Druckkanäle und damit zu entsprechenden Verbrauchern ermöglicht. Die Rückschlagventile sind als einfache Plattenventile ausgebildet. Andere beliebige Varianten sind möglich.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird die Pumpe mit einer Kaltstartplatte betrieben, die ebenfalls ein Rückschlagventil nach der Erfindung enthalten kann.
  • Der Ansaugvorgang der erfindungsgemäßen Pumpe funktioniert nun wie folgt: Im schlimmsten Fall, z. B. nach einem abgebrochenen Kaltstart beim Abstellen eines zurückdrehenden Dieselmotors, befinden sich alle Flügel im Schlitzgrund des Rotors nahe dem Kleinkreisdurchmesser des Hubrings. Dreht sich nun der Rotor beim Starten, fahren die Flügel durch die Fliehkraft minimal aus. Dadurch vergrößert sich das Flügelschlitzvolumen 7 im dritten Quadranten III und im ersten Quadranten I. Da das Rückschlagventil geschlossen ist, wird dieser Zustrom an Öl in die Quadranten II und IV gefördert. Dort führt der zunehmende Druck aus den Unterflügelnuten dazu, dass die jeweiligen Flügel ausfahren und an der Hubringkontur anliegen.
  • Häufig werden auch Kaltstartplatten verbaut, in die das Rückschlagventil 5 integriert werden kann. Kaltstartplatten sind dabei parallel zur Druckplatte angeordnet und erfüllen im Stillstand eine Dichtfunktion.
  • Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.
    • Bezugszeichenliste
    • I
    Erster Unterflügel-Quadrant
    II
    Zweiter Unterflügel-Quadrant
    III
    Dritter Unterflügel Quadrant
    IV
    Vierter Unterflügel-Quadrant
    5
    Rückschlagventil
    6
    Drossel
    7
    Flügelschlitzvolumen
    8
    Federteller
    9
    Feder
    11
    Druckseite
    12
    Druckbereiche
    13
    Saugbereich
    14
    Unterflügelnut, 14I, 14II, 14III, 14IV
    30
    Flügel
    31
    Druckplatte
    32
    Rotor
    33
    Grundgehäuse
    35
    Antriebswelle
    36
    Durchbruch
    39
    Hubring
    R
    Radius

Claims (8)

  1. Zweiflutige Flügelzellenpumpe, mit einem Hubring (39), mit einem Rotor (32), mit Flügeln (30), mit einem Gehäuse (33) und mit einem Gehäusedeckel, mit Unterflügelnuten (14) zur Versorgung der unteren Flügelflächen mit Druck, wobei die im Rotor (32) radial verschiebbar gelagerten Flügel (30) durch den Druck nach außen gegen den Hubring (39) gepresst werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterflügelnuten (14) sich jeweils in einem von vier Quadraten (I, II, III, IV) der Flügelzellenpumpe entlang eines Radius (R) getrennt voneinander erstrecken, wobei die Unterflügelnut (14II, 14IV) des zweiten und des vierten Quadranten, die dem Druckbereich (12) der Flügelzellenpumpe zugeordnet sind, über mindestens ein Rückschlagventil (5) mit den Unterflügelnuten (14I, 14III) der Quadranten, die dem Saugbereich (13) zugeordnet sind, in Verbindung stehen, wobei in den beiden Quadrantenpaare, der erste und dritte Quadrant (I, III) und der zweite und vierte Quadrant (II, IV) jeweils mindestens ein Quadrantenpaar hydraulisch getrennt angeordnet ist, indem eine druckabhängige Trennung der einzelnen Unterflügelnuten (14) eines Unterflügelnutenpärchens erfolgt.
  2. Zweiflutige Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterflügelnuten (, 14I, 14II, 14III, 14IV) nicht mit Saug-oder Druckbereichen überlappen, sich jeweils nur entlang des jeweiligen Quadranten erstrecken und eine radiale Erstreckung entlang eines Radius um die Mittelachse aufweisen.
  3. Zweiflutige Flügelzellenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die Verbindung des Quadranten der Druckseite mindestens einen Drosselstelle (6) enthält.
  4. Zweiflutige Flügelzellenpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Drosselstelle (6) in Strömungsrichtung vor dem Rückschlagventilen (5) angeordnet ist.
  5. Zweiflutige Flügelzellenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückschlagventile (5) im Stillstand der Pumpe die Druckbereiche(12) nach außen verschließen.
  6. Zweiflutige Flügelzellenpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückschlagventile (5) als Plattenventile ausgebildet sind.
  7. Zweiflutige Flügelzellenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattenventile in einer Druckplatte (31) angeordnet sind.
  8. Zweiflutige Flügelzellenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückschlagventile (5) als Plattenventile in einer Kaltstartplatte angeordnet sind.
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