WO2019063159A1 - Oscillating piston pump for fluids - Google Patents

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WO2019063159A1
WO2019063159A1 PCT/EP2018/069248 EP2018069248W WO2019063159A1 WO 2019063159 A1 WO2019063159 A1 WO 2019063159A1 EP 2018069248 W EP2018069248 W EP 2018069248W WO 2019063159 A1 WO2019063159 A1 WO 2019063159A1
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pump
piston
inlet
valves
rotary piston
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PCT/EP2018/069248
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Inventor
Conrad Nickel
Franz Pawellek
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Nidec Gpm Gmbh
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Priority to US16/639,159 priority patent/US20200217314A1/en
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    • F04C9/00—Oscillating-piston machines or pumps
    • F04C9/002—Oscillating-piston machines or pumps the piston oscillating around a fixed axis
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    • F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
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    • F04C2240/603—Shafts with internal channels for fluid distribution, e.g. hollow shaft

Definitions

  • the present invention relates to an electric rotary piston pump for liquid and gaseous fluids which are universally used for various applications, e.g. can be used as an oil pump or compressor.
  • Oil-free running vacuum pumps are also known non-rotating positive displacement pumps with oscillating pump components such as oscillating piston pumps or oscillating piston pumps, which operate with gases without a lubricant supply during operation, the pistons of the pendulum against an air cushion on a fixed chamber wall start.
  • the pump assembly of such rotary piston pumps may comprise relatively few components, i. strictly speaking, a pivotable piston or pendulum and a pump chamber with valves.
  • This reciprocating pump includes a pendulum, a pump housing, a plurality of check valves, suction ports and an eccentric drive mechanism.
  • the pendulum is pivotable about a pivot point and has two pistons.
  • the Pumpengekorc has two sector-shaped Pumpcnhuntsegmente and lateral contact surfaces, which limit the respective outermost positions of the pivotal movement of the pendulum on each piston.
  • Non-return valves release a connection to the outside of the pump chamber segments under pressure.
  • Intake ports of the inlet are closed during the pivoting movement of the pendulum by an overlap with the respective piston to the pump chamber segments. They are released in a reverse region when passing through the outermost position of the pistons. Between the pendulum and an electric motor, an eccentric drive mechanism is arranged.
  • Such reciprocating piston pumps or swivel piston pumps are relatively compact and powerful and have a simple structure with a few individual pump components. However, they are based on the promotion of gases, i. limited to compressible media.
  • the present invention has for its object to provide a once again compact pump with cost-effective design, which is also suitable for the promotion of fluids or liquid media.
  • the electrically driven rotary piston pump which includes, inter alia, a rotary piston with diametrically extending displacement sections, which are accommodated in sectoral working chambers of a pump housing, as well as a group of inlet valves or outlet valves, which are arranged on both sides of the working chambers, are in particular characterized in that the another group of intake valves or exhaust valves is disposed in the rotary piston and over a cavity in the rotary piston communicates with the pump inlet and the pumping outlet, respectively.
  • the invention thus provides for the first time a rotary piston pump whose inlet guide or outlet guide opens on the one hand through the pump housing and on the other hand through the rotary piston into the working chamber.
  • the oscillating piston pump according to the invention achieves a better power-to-size ratio.
  • the structure of the rotary piston pump according to the invention comprises fewer components and fewer sliding contact surfaces compared to vane pumps, so that it is cheaper to produce in terms of installation effort and material.
  • the cavity of the rotary piston may be open to an axial side with respect to the pivot axis, and a muzzle of the pump inlet or pump outlet in the pump housing facing the rotary piston may be formed in overlap with an opening cross section of the cavity.
  • the opening cross-section of the cavity may extend annularly about the pivot axis, and the mouth of the pump inlet and the pump outlet, respectively, may be disposed centrally of the pivot axis.
  • the cavity may take the form of a cavity corresponding to the outer contour of the pivoting piston.
  • the swivel piston can be manufactured in the form of a plastic casting 1 with an overmolded steel shaft as the swivel axis.
  • the exhaust valves can be formed by flexible locking wings, which release an output side of a valve opening.
  • valves of the pump are provided in one piece as cost-effective bending web parts or of other flexible materials, which are e.g. punched in the form of a clip or the like, molded and inserted into a receptacle of the pump housing.
  • the inlet valves can each be formed by an arrangement of flexibly movable prisms having a triangular cross section, which are opposite to a vertex edge of the cross section of a passage direction and are arranged perpendicularly opposite to a side surface of the cross section to a reverse direction.
  • the valves of the pump are produced by selecting a material of suitable elasticity as a cast body or even integrally with the cast body of the oscillating piston.
  • the flow-effective geometry and orientation of such flexible prismatic valve elements causes an automatic spreading or squeezing thereof depending on the flow direction.
  • the functionality of a closing and opening is still supported in an advantageous manner by the inertia of the flexible valve elements in the oscillating acceleration sequence of the piston in addition simultaneously.
  • the electric drive can be used as a rotary magnet
  • a direct drive connection can be established via a shaft without eccentric kinematics or the like.
  • less expensive control electronics can be used as a conventional brushless DC motor ECU in the prior art.
  • the electric drive may be formed as an electrically rotating motor, which is coupled via an eccentric actuating mechanism with the pivot piston.
  • an available variety of inexpensive standard drives can be resorted to, at least with regard to the electric motor.
  • FIG. 1 shows a cross section through the rotary piston pump according to the invention with a plan view of the rotary piston, the working chambers and the valves.
  • FIG. 2 is a perspective view of the rotary piston pump according to the invention with a central suction opening and a discharge nozzle;
  • FIG. Fig. 3 is a longitudinal section through the rotary piston pump according to the invention with a rotary magnet drive.
  • FIG. 1 there will be described the construction of an exemplary embodiment of the rotary piston pump of the present invention which is suitable for use as an oil pump in a low pressure lubricant system, such as an oil pump. is designed for a lubricating oil supply of gears in a transmission.
  • Fig. 1 two diametrically opposed, sector-shaped working chambers 10 are shown from a pivot axis 12 from top left and bottom right, which extend in the pump housing 1 in a plane for pivotal movement of the rotary piston 2.
  • the flanks of Schwarzkammem 10 form contact surfaces for the rotary piston. 2
  • valve openings are formed in the contact surfaces of the working chambers.
  • the pivoting piston 2 is fixed on the pivot axis 12, which is at the same time a drive shaft of the electric drive 3.
  • the Schwenkkolbcn 2 comprises two Verdrfiterabroughe 20, which are mutually pivoted in the Häkammem 10 over a rotation angle of about 90 °, as shown by the double arrow. Between the displacer sections 20, the swivel piston 2 has a circular Outer contour on. Inside, the rotary piston 2 is excluded as a hollow body and opened to the viewer's side of the representation, resulting in a cavity 25 results. The cavity 25 surrounds a receptacle of the pivot axis 12 and extends into the displacement sections 20.
  • inlet valves 5 of the Schwenkkolbenpumpc are arranged in the flanks of the displacement sections 20, which are pivoted to the contact surfaces of the working chambers 10.
  • the inlet valves 5 are formed by prismatic sections 50 and intermediate openings in the region of the wall of the rotary piston 2.
  • the prismatic portions 50 have a triangular cross-section and are formed integrally with the swinging piston 2 at one end. Since in the exemplary embodiment are intake valves 5, which allow a sucked flow from the cavity 25 in a working chamber 10 to pass, and to lock in the opposite direction, all triangular cross-sections are flow-effectively aligned so that they to the cavity 25 with a vertex and point to the pump chamber 10 with a surface or hypotenuse of the triangle.
  • the prismatic sections 50 have a free end, so that they can tilt at the free end by selecting a material with sufficient elasticity, in particular a plastic, in the sense of cantilevered bending beam. With a flow through the pumped medium, the prismatic sections 50 are thus inclined in a flexible manner, wherein they are either spread apart or pushed together, depending on the flow direction, due to the different flow resistance of the triangular cross section at the free end. Thus, in opposite flow directions, a pass function and a lock function result.
  • a sufficient valve function can already by the illustrated arrangement of three prismatic sections 50 with a medium larger cross section and two offset to smaller cross-sections can be achieved, the blocking function is improved by the choice of different cross-sectional sizes.
  • FIG. 2 an outer side of a pump cover 11 of the Schwenkkolbenpumpc is shown, on which a suction port of the pump inlet 15 and a discharge nozzle of the Punpenauslasses 14 can be seen.
  • the suction opening of the pump inlet 15 is arranged centrally to the pivot axis 12 in the pump cover 1 1, so that it opens within the circular outer contour of the rotary piston 2, regardless of its position directly into the cavity 25.
  • the discharge nozzle of the pump outlet 14 opens into the region of the pumping outlet 14 shown at the bottom left of the pivot axis 12.
  • the Pumpengekorc 1 further comprises a directed towards the working chambers 10 flange portion in which an electric drive 3 is received.
  • a further flange section closed off by a cover 13 is formed, in which a control circuit 34 of the electric drive 3 is accommodated.
  • Supply connections, which lead to El ektromagneten 30 of the electric drive 3, pass out of the pump housing 1 through a nozzle shown directed upward.
  • the electric drive 3 is provided by a so-called bistable rotary magnet, which comprises two electromagnets 30 and an armature 32.
  • the electromagnets 30 are axially separated from each other and are in contact with two equally axially spaced pole rings 31 and a coaxial ferrite core 33.
  • the armature 32 is pivotable on the pivot axis 12 and has two anchor body, each having a diametrically longer, and offset by 90 ° to have a diametrically shorter extent of the circumference, ie, for example, a circular area with two opposite inwardly recessed circular arc segments.
  • the anchor body are each received in a central recess of a pole ring 31 stored.
  • Each recess of the pole rings 31 has two opposite pole shoes.
  • the armature 32 pivots by a reluctance force into a position in which the corresponding anchor body aligns with its longer diametrical extent between the pole pieces of the recess of the corresponding pole ring 31 to the air gap and thus the magnetic To reduce resistance in a magnetic circuit, which passes through the electromagnet 30, the ferrite core 33, the pole ring 31 and the anchor body.
  • the pole shoes of the two pole rings 31 or the two anchor body of the armature 32 are offset by 90 ° to each other.
  • the two electromagnets 30 are alternately supplied with power by the control circuit 34, a mutual pivoting movement of the pivot axis 12 is thus generated by 90 °.
  • a negative pressure so that a volume of the pumped medium, which is sucked through the pump inlet 15, flows into the working chamber 10.
  • prismatic portions 50 of the intake valves 5 are spread apart on the rear suction side of the Schwcnkkolbens 2 by the intake flow at the free ends and open for a flow from the cavity 25 into the working chamber 10.
  • the flexible blocking vanes 40 of the exhaust valves 4 are on the Suction side of the swing piston 2 pulled against the valve openings in the pump housing 1 and lock the exhaust valves. 4 In a reverse pivotal movement back to the starting position of the rotary piston 2 in Fig. 1, the same operation.
  • the rotary piston pump is thus a type of double stroke pump.

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Abstract

The invention relates to an oscillating piston pump for liquid and gaseous fluids, comprising: a pump housing (1) having at least two sector-shaped working chambers (10), which are diametrically opposed relative to a pivot axis (12) arranged in-between; an oscillating piston (2), having at least two displacement portions (20) which extend diametrically relative to the pivot axis (12) and are each received pivotably in one of the working chambers (10); an electric drive (3), which moves the oscillating piston (2) alternately on a pivot movement between two turning points delimited within the working chambers (10); a group of outlet valves (4), which ensure the discharge of a volume displaced from the working chambers (10) to a pump outlet (14); and a group of inlet valves (5), which ensure the entry of a volume flowing into the working chambers (10) from a pump inlet (15). The group of outlet valves (4) or inlet valves (5) is arranged on both sides of each working chamber (10) and communicates through the pump housing (1) with the pump outlet (14) or the pump inlet (15). The other group of inlet valves (5) or outlet valves (4) is arranged in the oscillating piston (2) and communicates via a cavity (25) in the oscillating piston (2) with the pump inlet (15) or the pump outlet (14).

Description

Beschreibung  description
Schwenkkolbenpumpe für Fluide Swivel piston pump for fluids
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Schwenkkolbenpumpe für flüssige und gasförmige Fluide, die universell für verschiedene Anwendungen, wie z.B. als Ölpumpe oder Kompressor eingesetzt werden kann. The present invention relates to an electric rotary piston pump for liquid and gaseous fluids which are universally used for various applications, e.g. can be used as an oil pump or compressor.
Im Stand der Technik sind hier/u vorwiegend umlaufende Verdrängerpumpen, wie beispielsweise Flügelzellenpumpen bzw. Drehschieberpumpen bekannt, die sowohl für flüssige als auch für gasförmige Fluide weit verbreitet eingesetzt werden. An derartigen Flügelzellenpumpen sind konstruktionsbeding bei der Fertigung eine Vielzahl an Teilen wie Flügel, Federn und Dichtungen zu montieren. Ferner müssen zur Sicherstellung einer langen Lebensdauer zahlreiche gleit- und dichtungsrelevante Passungen an Flügeln, Gleitschlitztaschen und dergleichen mit hoher Maßhaltigkeit gefertigt werden, da vereinzelte Toleranzabwei chungen die Funktionalität einschränken. In the prior art here / u predominantly circumferential positive displacement pumps, such as vane pumps or rotary vane pumps are known, which are widely used both for liquid and gaseous fluids. On such vane pumps are by design a large number of parts such as wings, springs and seals to mount in the production. Furthermore, to ensure a long service life numerous sliding and sealing relevant fits to wings, Gleitschlitztaschen and the like must be made with high dimensional accuracy, since isolated Toleranzabwei tions limit the functionality.
Aus anderen Anwendungen, wie z.B. öl frei laufenden Vakuumpumpen sind darüber hinaus nicht-umlaufende Verdrängerpumpen mit oszillierenden Pumpenbauteilen wie Schwenkkolbenpumpen bzw. Pendelkolbenpumpen bekannt, die im Betrieb mit Gasen ohne eine Schmiermittelzufuhr auskommen, wobei die Kolben des Pendels gegen ein Luftpolster an einer feststehenden Kammerwand anlaufen. Die Pumpenbaugruppe derartiger Schwenkkolbenpumpen kann verhältnismäßig wenig Bauteile umfassen, d.h. genaugenommen einen schwenkbaren Kolben bzw. Pendel und eine Pumpenkammer mit Ventilen. From other applications, such as Oil-free running vacuum pumps are also known non-rotating positive displacement pumps with oscillating pump components such as oscillating piston pumps or oscillating piston pumps, which operate with gases without a lubricant supply during operation, the pistons of the pendulum against an air cushion on a fixed chamber wall start. The pump assembly of such rotary piston pumps may comprise relatively few components, i. strictly speaking, a pivotable piston or pendulum and a pump chamber with valves.
Eine zum Anmeldetag der hier vorliegenden Patentanmeldung noch unveröffentlichte Patentanmeldung DE 10 2016 1 19 985.0 derselben Anmelderin beschreibt eine Pendelkolbenpumpe zur beispielgebenden Verwendung als öl freie Vakuumpumpe an einem Bremskraftverstärker eines Fahrzeugs. Diese Pendelkolbenpumpe umfasst ein Pendel, ein Pumpengehäuse, eine Mehrzahl von Rückschlagventilen, An saugö f fnungen und einen exzentrischen Antriebsmechanismus. Das Pendel ist um einen Drehpunkt schwenkbar und weist zwei Kolben auf. Das Pumpengehäusc weist zwei sektorförmige Pumpcnkammersegmente und seitliche Anlaufflächen auf, welche die jeweils äußersten Positionen der Schwenkbewegung des Pendels an jedem Kolben eingrenzen. Rückschlagventilen geben unter D ruckbeau Ischl agung aus den Pumpenkammersegmenten eine Verbindung zur Außenseite frei. Ansaugöffnungen des Einlasses sind während der Schwenkbewegung des Pendels durch eine Überschneidung mit dem jeweiligen Kolben zu den Pumpenkammersegmenten verschlossen. Sie werden in einem Umkehrbereich beim Durchlaufen der äußersten Position der Kolben freigegeben. Zwischen dem Pendel und einem Elektromotor ist ein exzentrischer Antriebsmechanismus angeordnet. A patent application DE 10 2016 1 19 985.0 of the same Applicant, unpublished at the filing date of the present patent application, describes a pendulum piston pump for exemplary use as an oil-free vacuum pump on a brake booster of a vehicle. This reciprocating pump includes a pendulum, a pump housing, a plurality of check valves, suction ports and an eccentric drive mechanism. The pendulum is pivotable about a pivot point and has two pistons. The Pumpengehäusc has two sector-shaped Pumpcnkammersegmente and lateral contact surfaces, which limit the respective outermost positions of the pivotal movement of the pendulum on each piston. Non-return valves release a connection to the outside of the pump chamber segments under pressure. Intake ports of the inlet are closed during the pivoting movement of the pendulum by an overlap with the respective piston to the pump chamber segments. They are released in a reverse region when passing through the outermost position of the pistons. Between the pendulum and an electric motor, an eccentric drive mechanism is arranged.
Derartige Pendelkolbenpumpen bzw. Schwenkkolbenpumpen sind verhältnismäßig kompakt und leistungsstark und haben einen einfachen Aufbau mit wenigen individuellen Pumpenbauteilen. Allerdings sind sie auf die Förderung von Gasen, d.h. kompressiblen Medien beschränkt. Such reciprocating piston pumps or swivel piston pumps are relatively compact and powerful and have a simple structure with a few individual pump components. However, they are based on the promotion of gases, i. limited to compressible media.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine abermals kompakte Pumpe mit kostengünstigem Aufbau zu schaffen, die auch zur Förderung von Fluiden bzw. flüssigen Medien geeignet ist. The present invention has for its object to provide a once again compact pump with cost-effective design, which is also suitable for the promotion of fluids or liquid media.
Diese Aufgabe wird erfmdungsgemäß durch eine Schwenkkolbenpumpe für flüssige und gasförmige Fluide mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. This object is achieved according to the invention by a rotary piston pump for liquid and gaseous fluids with the features of claim 1.
Die elektrisch angetriebene Schwenkkolbenpumpe, die u.a. einen Schwenkkolben mit diametral erstreckenden Verdrängerabschnitte, die in sektorf rmigen Arbeitskammern eines Pumpengehäuses aufgenommen sind, sowie eine Gruppe von Einlassventilen oder Auslassventilen, die beidseitig von den Arbeitskammern angeordnet sind, aufweist, zeichnet sind insbesondere dadurch aus, dass die andere Gruppe der Einlassventile oder der Auslassventile in dem Schwenkkolben angeordnet ist und über eine Kavität in dem Schwenkkolben mit dem Pumpeneinlass bzw. dem Pumpcnauslass kommuniziert. The electrically driven rotary piston pump, which includes, inter alia, a rotary piston with diametrically extending displacement sections, which are accommodated in sectoral working chambers of a pump housing, as well as a group of inlet valves or outlet valves, which are arranged on both sides of the working chambers, are in particular characterized in that the another group of intake valves or exhaust valves is disposed in the rotary piston and over a cavity in the rotary piston communicates with the pump inlet and the pumping outlet, respectively.
Die Erfindung sieht somit erstmals eine Schwenkkolbenpumpe vor, deren Einlassführung oder Auslassführung einerseits durch das Pumpengehäuse und andererseits durch den Schwenkkolben in die Arbeitskammer mündet. The invention thus provides for the first time a rotary piston pump whose inlet guide or outlet guide opens on the one hand through the pump housing and on the other hand through the rotary piston into the working chamber.
Bei herkömmlichen Aufbauten, in denen sowohl die Einlassführung als auch die Auslassführung durch das Pumpengehäuse in die Arbeitskammer münden, wird eine Mündung, i.d.R. diejenige der Einlassführung, von dem Kolben überlaufen und nur zeitweise freigegeben. Somit kann jedoch nur während eines Teils des Kolbenhubs ein Ladungsaustausch mit der Arbeitskammer stattfinden. Um eine volumetrisch wirksame Arbeitsstrecke des Kolbens zugunsten des Verdrängungsvolumens pro Kolbenhub effizient zu gestalten, erstreckt sich eine entsprechende Freigabe zum Ladungsaustausch lediglich innerhalb eines Wendebereichs des Kolbens. Aufgrund des kurzen verfugbaren Zeitfensters zum Befüllen bzw. Einsaugen eines Fördermediums in eine entleerte Arbeitskammer, eignen sich derartige Schwenkkol benpumpen bzw. Pendelkolbenpumpen nur für einen effizienten Betrieb mit kompressiblcn, gasförmigen Medien. In conventional constructions in which both the inlet guide and the outlet guide open into the working chamber through the pump housing, a mouth, i.d.R. that of the inlet guide, overflowed by the piston and released only temporarily. Thus, however, a charge exchange with the working chamber can take place only during part of the piston stroke. In order to efficiently design a volumetrically effective working distance of the piston in favor of the displacement volume per piston stroke, a corresponding release for charge exchange extends only within a turning region of the piston. Due to the short available time window for filling or sucking a pumped medium into an emptied working chamber, such Schwenkkol benpumpen or pendulum pumps are only for efficient operation with kompressiblcn, gaseous media.
Durch den erfindungsgemäßen Aufbau gewähren die Mündung der Einlassführung und die Mündung der Auslassiuhrung über den gesamten Kolbenhub hinweg einen kontinuierlichen Ladungsaustausch, weshalb sich neben kompressiblen, gasförmigen Medien auch ein volumetrisch effizienter Betrieb mit inkompressiblen, flüssigen Medien oder einem Fluid mit beliebigem Verhältnis von Gasphase zu Flüssigphase realisieren lässt. Due to the construction according to the invention, the mouth of the inlet guide and the outlet of the Auslassiuhrung over the entire piston stroke away a continuous charge exchange, which is why in addition to compressible gaseous media and a volumetrically efficient operation with incompressible, liquid media or a fluid with any ratio of gas phase to liquid phase can be realized.
Im Vergleich zu umlaufenden Verdrängerpumpen, wie Flügelzellenpumpen, die zur Förderung von flüssigen Medien geeignet sind, erzielt die erfindungsgemäße Schwenkkolbenpumpe ein besseres Leistungs- Abmessungs-Verhältnis. Zudem umfasst der Aufbau der erfindungsgemäßen Schwenkkolbenpumpe im Vergleich zu Flügelzellenpumpen weniger Komponenten und weniger Gleitkontaktflächen, sodass sie hinsichtlich des Montageaufwands und der Material aus wähl kostengünstiger zu produzieren ist. Compared to rotary positive displacement pumps, such as vane pumps, which are suitable for conveying liquid media, the oscillating piston pump according to the invention achieves a better power-to-size ratio. In addition, the structure of the rotary piston pump according to the invention comprises fewer components and fewer sliding contact surfaces compared to vane pumps, so that it is cheaper to produce in terms of installation effort and material.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Schwenkkolbenpumpe sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Advantageous developments of the rotary piston pump according to the invention are the subject of the dependent claims.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann die Kavität des Schwenkkolbens zu einer in Bezug auf die Schwenkachse axialen Seite geöffnet sein, und eine dem Schwenkkolben zugewandte Mündung des Pumpeneinlasses bzw. Pumpenauslasses im Pumpengehäuse kann in Überschneidung mit einem Öffnungsquerschnitt der Kavität ausgebildet sein. According to one aspect of the invention, the cavity of the rotary piston may be open to an axial side with respect to the pivot axis, and a muzzle of the pump inlet or pump outlet in the pump housing facing the rotary piston may be formed in overlap with an opening cross section of the cavity.
Durch eine entsprechende stirnseitige Schnittstelle der Einlassführung oder der Auslassführung zwischen der Gehäusewand und dem bewegtem Kolben kann mittels Spaltdichtung oder dergleichen eine Strömungsverbindung ohne Beeinträchtigung der Kolbenbewegung realisiert werden. Im Vergleich zu einer flexiblen Leitung oder dergleichen wird somit eine ermüdungs freie Strömungsverbindung geschaffen. Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann der Öffhungsquerschnitt der Kavität ringförmig um die Schwenkachse herum verlaufen, und die Mündung des Pumpeneinlasses bzw. des Pumpenauslasses kann zentral zur Schwenkachse angeordnet sein. Durch diese Ausgestaltung wird über die gesamte Schwenkbewegung hinweg ein gleichmäßiger Strömungsquerschnitt an der Schnittstelle zwischen dem Pumpengehäuse und dem Schwenkkolben erzielt. By means of a corresponding front-side interface of the inlet guide or the outlet guide between the housing wall and the moving piston, a flow connection without impairing the piston movement can be realized by means of a gap seal or the like. In comparison to a flexible line or the like, a fatigue-free flow connection is thus created. According to one aspect of the invention, the opening cross-section of the cavity may extend annularly about the pivot axis, and the mouth of the pump inlet and the pump outlet, respectively, may be disposed centrally of the pivot axis. As a result of this embodiment, a uniform flow cross section at the interface between the pump housing and the oscillating piston is achieved over the entire pivoting movement.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann die Kavität die Form eines der Außenkontur des Schwenkkolbens entsprechenden Hohlraums einnehmen. Durch diese Ausgestaltung wird der Strömungsquerschnitt im Schwenkkolben maximiert. Zugleich werden die oszillierende Masse des Schwenkkolbens und der erforderliche Materialeinsatz minimiert, wodurch eine Antriebsleistung und Material kosten gesenkt werden. According to one aspect of the invention, the cavity may take the form of a cavity corresponding to the outer contour of the pivoting piston. By this configuration, the flow cross-section is maximized in the rotary piston. At the same time, the oscillating mass of the oscillating piston and the required material use are minimized, whereby a drive power and material costs are reduced.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann der Schwenkkolben in Form eines Kunststof fgusstei 1 mit einer umspritzten Stahlwelle als Schwenkachse gefertigt sein. According to one aspect of the invention, the swivel piston can be manufactured in the form of a plastic casting 1 with an overmolded steel shaft as the swivel axis.
Durch diese Materialauswahl werden die Ziele einer geringen oszillierenden Masse sowie einer kostengünstigen Ausführung des Schwenkkolbens als Formteil weiter begünstigt. Through this choice of material, the objectives of a low oscillating mass and a cost-effective design of the oscillating piston as a molded part are further favored.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung können die Auslassventile durch flexible Sperr flügel gebildet werden, die eine Ausgangseite einer Ventilöffnung freigeben. According to one aspect of the invention, the exhaust valves can be formed by flexible locking wings, which release an output side of a valve opening.
Durch diese Ausgestaltung werden die Ventile der Pumpe als kostengünstige Biegeblechteile oder aus sonstigen flexible Materialcn einteilig bereitgestellt, die z.B. in der Form einer Spange oder dergleichen ausgestanzt, geformt und in eine Aufnahme des Pumpengehäuses eingesetzt werden. By virtue of this configuration, the valves of the pump are provided in one piece as cost-effective bending web parts or of other flexible materials, which are e.g. punched in the form of a clip or the like, molded and inserted into a receptacle of the pump housing.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung können die Einlassventile jeweils durch eine Anordnung von flexibel zueinander beweglichen Prismen mit dreieckigem Querschnitt gebildet werden, die mit einer Scheitelkante des Querschnitts einer Durchlassrichtung entgegen geri chtet und mit einer Seitenfläche des Querschnitts zu einer Sperrrichtung senkrecht entgegengeri chtet angeordnet sind. According to one aspect of the invention, the inlet valves can each be formed by an arrangement of flexibly movable prisms having a triangular cross section, which are opposite to a vertex edge of the cross section of a passage direction and are arranged perpendicularly opposite to a side surface of the cross section to a reverse direction.
Durch diese Ausgestaltung werden die Ventile der Pumpe unter Auswahl eines Materials von geeigneter Elastizität als Gusskörper oder sogar integral mit dem Gusskörper des Schwenkkolbens hergestellt. Die strömungswirksame Geometrie und Ausrichtung solcher flexiblen prismatischen Ventilelemente bewirkt ein selbsttätiges Spreizen oder Zusammendrängen derselben in Abhängigkeit der Durchströmungsrichtung. Bei der dargestellten Anwendung als Einlassventile an einem Schwenkkolben, wird die Funktionalität eines Schließens und Öffnens noch in vorteilafter Weise durch die Massenträgheit der flexiblen Ventilelemente in dem oszillierenden Beschleunigungsablauf des Kolbens zusätzlich simultan unterstützt. Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann der elektrische Antrieb als Drehmagnet-As a result of this embodiment, the valves of the pump are produced by selecting a material of suitable elasticity as a cast body or even integrally with the cast body of the oscillating piston. The flow-effective geometry and orientation of such flexible prismatic valve elements causes an automatic spreading or squeezing thereof depending on the flow direction. In the illustrated application as intake valves on a Swivel piston, the functionality of a closing and opening is still supported in an advantageous manner by the inertia of the flexible valve elements in the oscillating acceleration sequence of the piston in addition simultaneously. According to one aspect of the invention, the electric drive can be used as a rotary magnet
Antrieb ausgebildet sein, dessen Anker zwischen zwei Arbeitspunkten um die Schwenkachse elektromagnetisch verschwenkbar ist, und mit dem Schwenkkolbcn drehfest fixiert ist. Das Antriebskonzept eines Drehmagnet-Antriebs ist ideal für das Funktionsprinzip eines oszillierenden Verdrängerkolbens, da der erzeugte und der erforderliche Drehmom en t verl au f nicht konstant sind, sondern im gleichen Sinne zu den Arbeitspunkten des Drehmagnets bzw. zu den Wendepunkten des Schwenkkolbens hin zunimmt. Be formed drive whose armature between two operating points about the pivot axis is electromagnetically pivotable, and is fixed in rotation with the Schwenkkolbcn. The drive concept of a rotary magnet drive is ideal for the operating principle of an oscillating displacement piston, since the torque generated and the torque required are not constant, but increase in the same sense to the operating points of the rotary magnet or to the turning points of the rotary piston.
Darüber hinaus kann eine direkte Antriebsverbindung über eine Welle ohne eine exzentrische Kinematik oder dergleichen eingerichtet werden. Zudem kann eine kostengünstigere Steuerungsclektronik als eine im Stand der Technik übliche ECU für einen bürstenlosen Gleichstrommotor eingesetzt werden. Moreover, a direct drive connection can be established via a shaft without eccentric kinematics or the like. In addition, less expensive control electronics can be used as a conventional brushless DC motor ECU in the prior art.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann der elektrische Antrieb als elektrisch drehender Motor ausgebildet sein, der über einen exzentrischen Stellmechanismus mit dem Schwenkkolben gekoppelt ist. Im Falle dieser Alternative kann zumindest bezüglich des Elektromotors auf eine verfügbare Vielfalt kostengünstiger Standartantriebe zurückgegriff en werden. According to one aspect of the invention, the electric drive may be formed as an electrically rotating motor, which is coupled via an eccentric actuating mechanism with the pivot piston. In the case of this alternative, an available variety of inexpensive standard drives can be resorted to, at least with regard to the electric motor.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Aus führungsbeispiels mit Bezug auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben. In diesen zeigen: The invention will now be described in detail with reference to an exemplary embodiment with reference to the drawings. In these show:
Fig. 1 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Schwenkkolbenpumpe mit Draufsicht auf den Schwenkkolben, die Arbeitskammern und die Ventile; Fig. 2 eine perspektivische Ansicht auf die erfindungsgemäße Schwenkkolbenpumpe mit einer zentralen Saugöffnung und einem Druckstutzen; Fig. 3 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Schwenkkolbenpumpe mit einem Drehmagnet- Antrieb. 1 shows a cross section through the rotary piston pump according to the invention with a plan view of the rotary piston, the working chambers and the valves. FIG. 2 is a perspective view of the rotary piston pump according to the invention with a central suction opening and a discharge nozzle; FIG. Fig. 3 is a longitudinal section through the rotary piston pump according to the invention with a rotary magnet drive.
Zunächst wird mit Bezug auf Fig. 1 der Aufbau einer beispielgebenden Aus führungs form der erfindungsgemäßen Schwenkkolbenpumpe beschrieben, die zur Verwendung als Ölpumpe in einem Niedrigdruck-Schmiermittelsystem, wie z.B. für eine Schmierölversorgung von Zahnrädern in einem Getriebe ausgelegt ist. Referring first to Fig. 1, there will be described the construction of an exemplary embodiment of the rotary piston pump of the present invention which is suitable for use as an oil pump in a low pressure lubricant system, such as an oil pump. is designed for a lubricating oil supply of gears in a transmission.
In Fig. 1 sind von einer Schwenkachse 12 aus oben links und unten rechts zwei diametral gegenüberliegende, sektorformige Arbeitskammern 10 abgebildet, die sich im Pumpengehäuse 1 in einer Ebene zur Schwenkbewegung des Schwenkkolbens 2 erstrecken. Die Flanken der Arbeitskammem 10 bilden Anlaufflächen für den Schwenkkolben 2. In Fig. 1, two diametrically opposed, sector-shaped working chambers 10 are shown from a pivot axis 12 from top left and bottom right, which extend in the pump housing 1 in a plane for pivotal movement of the rotary piston 2. The flanks of Arbeitskammem 10 form contact surfaces for the rotary piston. 2
Von der Schwenkachse 12 aus oben rechts und unten links dargestellt, sind zwischen den Arbeitskammem 10 zwei Bereiche eines Pumpenauslasses 14 angeordnet, die über einen bogenförmigen Kanal i dem Pumpengehäuse 1 verbunden sind. Zwischen den Arbeitskammern 10 und dem Pumpenauslass 14 sind in den Anlaufflächen der Arbeitskammern 10 Ventilöffnungen ausgebildet. Die Ventilöffnungen bilden gemeinsam mit spangenförmigen elastischen Sperrflügeln 40, die jeweils eine zur Arbeitskammer 10 außenliegcnde Seite der Ventil Öffnungen abdecken, Auslassventile 4 der Schwenkkolbenpumpe. Shown from the pivot axis 12 from the top right and bottom left, two areas of a pump outlet 14 are arranged between the Arbeitskammem 10, which are connected via an arcuate channel i the pump housing 1. Between the working chambers 10 and the pump outlet 14 10 valve openings are formed in the contact surfaces of the working chambers. The valve openings, together with clasp-shaped elastic blocking vanes 40, which each cover a side of the valve openings lying outside the working chamber 10, are exhaust valves 4 of the oscillating piston pump.
Der Schwenkkolben 2 ist auf der Schwenkachse 12 fixiert, die zugleich eine Antriebswelle des elektrischen Antriebs 3 ist. Der Schwenkkolbcn 2 umfasst zwei Verdrängerabschnitte 20, die in den Arbeitskammem 10 über einen Drehwinkel von etwa 90° wechselseitig verschwenkt werden, wie durch den Doppelpfeil dargestellt ist. Zwischen den Verdrängerabschnitten 20 weist der Schwenkkolben 2 eine kreisförmige Außenkontur auf. Im Inneren ist der Schwenkkolben 2 als Hohlkörper ausgenommen und zur Seite des Betrachters der Darstellung geöffnet, wodurch sich eine Kavität 25 ergibt. Die Kavität 25 umgibt eine Aufnahme der Schwenkachse 12 und verläuft in die Verdrängerabschnitte 20 hinein. The pivoting piston 2 is fixed on the pivot axis 12, which is at the same time a drive shaft of the electric drive 3. The Schwenkkolbcn 2 comprises two Verdrängerabschnitte 20, which are mutually pivoted in the Arbeitskammem 10 over a rotation angle of about 90 °, as shown by the double arrow. Between the displacer sections 20, the swivel piston 2 has a circular Outer contour on. Inside, the rotary piston 2 is excluded as a hollow body and opened to the viewer's side of the representation, resulting in a cavity 25 results. The cavity 25 surrounds a receptacle of the pivot axis 12 and extends into the displacement sections 20.
In den Flanken der Verdrängerabschnitte 20, die zu den Anlaufflächen der Arbeitskammern 10 geschwenkt werden, sind Einlassventile 5 der Schwenkkolbenpumpc angeordnet. Die Einlassventile 5 werden durch prismatische Abschnitte 50 und dazwischenliegende Öffnungen im Bereich der Wand des Schwenkkolbens 2 gebildet. Die prismatischen Abschnitte 50 weisen einen dreieckigen Querschnitt auf und sind an einem Ende einteilig mit dem Schwenkkolben 2 ausgeformt. Da es sich in der beispielgebenden Ausführungsform um Einlassventile 5 handelt, die einen angesaugten Förderstrom von der Kavität 25 in eine Arbeitskammer 10 passieren lassen, und in umgekehrter Richtung sperren sollen, sind alle dreieckigen Querschnitte strömungswirksam derart ausgerichtet, dass sie zur Kavität 25 mit einem Scheitel weisen und zur Pumpenkammer 10 mit einer Fläche bzw. Hypotenuse des Dreiecks weisen. In the flanks of the displacement sections 20, which are pivoted to the contact surfaces of the working chambers 10, inlet valves 5 of the Schwenkkolbenpumpc are arranged. The inlet valves 5 are formed by prismatic sections 50 and intermediate openings in the region of the wall of the rotary piston 2. The prismatic portions 50 have a triangular cross-section and are formed integrally with the swinging piston 2 at one end. Since in the exemplary embodiment are intake valves 5, which allow a sucked flow from the cavity 25 in a working chamber 10 to pass, and to lock in the opposite direction, all triangular cross-sections are flow-effectively aligned so that they to the cavity 25 with a vertex and point to the pump chamber 10 with a surface or hypotenuse of the triangle.
Zur geöffneten Seite der Kavität 25 weisen die prismatischen Abschnitte 50 ein freies Ende auf, sodass sie sich unter Auswahl eines Materials mit ausreichender Elastizität, insbesondere einem Kunststoff, im Sinne von einseitig eingespannten Biegebalken am freien Ende neigen können. Bei einer Durchströmung des Fördermediums werden die prismatischen Abschnitte 50 somit flexibel geneigt, wobei sie je nach S trömun gsri chtung durch den unterschiedlichen Strömungswiderstand des dreieckigen Querschnitts am freien Ende entweder auseinander gespreizt oder zusammen gedrängt werden. Somit ergeben sich in entgegengesetzten Strömungsri chtungen eine Durchlassfunktion und ein Sperr funktion. To the open side of the cavity 25, the prismatic sections 50 have a free end, so that they can tilt at the free end by selecting a material with sufficient elasticity, in particular a plastic, in the sense of cantilevered bending beam. With a flow through the pumped medium, the prismatic sections 50 are thus inclined in a flexible manner, wherein they are either spread apart or pushed together, depending on the flow direction, due to the different flow resistance of the triangular cross section at the free end. Thus, in opposite flow directions, a pass function and a lock function result.
In der beispielgebenden Ausführungsform der Schwenkkolbenpumpe, die zur Verwendung als Schmierölpumpe, also für Fördermedien höherer Viskosität ausgelegt ist, kann eine ausreichende Ventil funktion bereits durch die dargestellte Anordnung von drei prismatischen Abschnitten 50 mit einem mittleren größeren Querschnitt und zwei dazu versetzten kleineren Querschnitten erzielt werden, wobei die Sperrfunktion durch die Wahl unterschiedlicher Querschnittsgrößen verbessert wird. In the exemplary embodiment of the rotary piston pump, which is designed for use as a lubricating oil pump, that is for fluids of higher viscosity, a sufficient valve function can already by the illustrated arrangement of three prismatic sections 50 with a medium larger cross section and two offset to smaller cross-sections can be achieved, the blocking function is improved by the choice of different cross-sectional sizes.
In Fig. 2 ist eine Außenseite eines Pumpendeckels 11 der Schwenkkolbenpumpc dargestellt, an dem eine Saugöffnung des Pumpeneinlasses 15 und ein Druckstutzen des Punpenauslasses 14 ersichtlich sind. Die Saugöffnung des Pumpeneinlasses 15 ist zentral zu der Schwenkachse 12 in dem Pumpendeckel 1 1 angeordnet, sodass sie innerhalb der kreisförmigen Außenkontur des Schwenkkolbens 2, unabhängig von dessen Stellung direkt in die Kavität 25 mündet. Wie aus den Figuren 1 und 2 hervorgeht, mündet der Druckstutzen des Pumpenauslasses 14 in den von der Schwenkachse 12 aus links unten dargestellten Bereich des Pumpcnauslasses 14. In Fig. 2, an outer side of a pump cover 11 of the Schwenkkolbenpumpc is shown, on which a suction port of the pump inlet 15 and a discharge nozzle of the Punpenauslasses 14 can be seen. The suction opening of the pump inlet 15 is arranged centrally to the pivot axis 12 in the pump cover 1 1, so that it opens within the circular outer contour of the rotary piston 2, regardless of its position directly into the cavity 25. As can be seen from FIGS. 1 and 2, the discharge nozzle of the pump outlet 14 opens into the region of the pumping outlet 14 shown at the bottom left of the pivot axis 12.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, umfasst das Pumpengehäusc 1 ferner einen in Richtung der Arbeitskammern 10 gerichteten Flanschabschnitt, in dem ein elektrischer Antrieb 3 aufgenommen ist. Auf einer rechts dargestellten Seite des Pumpengehäuses 1 ist ein durch einen Deckel 13 abgeschlossener weiterer Flanschabschnitt ausgebildet, in dem eine Steuerschaltung 34 des elektrischen Antriebs 3 aufgenommen ist. Zuleitungsanschlüsse, die zu El ektromagneten 30 des elektrischen Antriebs 3 führen, treten durch einen nach oben gerichtet dargestellten Stutzen aus dem Pumpengehäuse 1 heraus. As shown in Fig. 3, the Pumpengehäusc 1 further comprises a directed towards the working chambers 10 flange portion in which an electric drive 3 is received. On a side of the pump housing 1 shown on the right, a further flange section closed off by a cover 13 is formed, in which a control circuit 34 of the electric drive 3 is accommodated. Supply connections, which lead to El ektromagneten 30 of the electric drive 3, pass out of the pump housing 1 through a nozzle shown directed upward.
In der dargestellten Aus ührungs form ist der elektrische Antrieb 3 durch einen sogenannten bistabilen Drehmagnet bereitgestellt, der zwei Elektromagnete 30 und einen Anker 32 umfasst. Die Elektromagnete 30 sind axial voneinander getrennt und stehen mit zwei ebenso axial getrennten Polringen 31 und einem koaxialen Ferritkern 33 in Kontakt. Der Anker 32 ist auf der Schwenkachse 12 schwenkbar und weist zwei Ankerkörper auf, die jeweils eine diametral längere, und 90° Grad versetzt dazu, eine diametral kürzere Erstreckung des Umfangs aufweisen, d.h. beispielsweise eine Kreisfläche mit zwei gegenüberliegend nach innen ausgenommenen Kreisbogensegmenten. Die Ankerkörper sind jeweils in einer zentralen Ausnehmung eines Polrings 31 gelagert aufgenommen. Jede Ausnehmung der Polringe 31 weist zwei gegenüberl i egende Pol schuhe auf. Wenn einer der Elektromagnete 30 mit Strom versorgt wird, schwenkt der Anker 32 durch eine Reluktanzkraft in eine Position, in welcher der entsprechende Ankerkörper sich mit seiner längeren diametralen Erstreckung zwischen den Polschuhen der Ausnehmung des entsprechenden Polrings 31 ausrichtet, um den Luftspalt und somit den magnetischen Widerstand in einem magnetischen Kreis zu verringern, der den Elektromagnet 30, den Ferritkern 33, den Polring 31 und den Ankerkörper durchläuft. In the illustrated embodiment, the electric drive 3 is provided by a so-called bistable rotary magnet, which comprises two electromagnets 30 and an armature 32. The electromagnets 30 are axially separated from each other and are in contact with two equally axially spaced pole rings 31 and a coaxial ferrite core 33. The armature 32 is pivotable on the pivot axis 12 and has two anchor body, each having a diametrically longer, and offset by 90 ° to have a diametrically shorter extent of the circumference, ie, for example, a circular area with two opposite inwardly recessed circular arc segments. The anchor body are each received in a central recess of a pole ring 31 stored. Each recess of the pole rings 31 has two opposite pole shoes. When one of the electromagnets 30 is energized, the armature 32 pivots by a reluctance force into a position in which the corresponding anchor body aligns with its longer diametrical extent between the pole pieces of the recess of the corresponding pole ring 31 to the air gap and thus the magnetic To reduce resistance in a magnetic circuit, which passes through the electromagnet 30, the ferrite core 33, the pole ring 31 and the anchor body.
Die Polschuhe der beiden Polringe 31 oder die beiden Ankerkörper des Ankers 32 sind um 90° zueinander versetzt. Wenn die beiden Elektromagnete 30 abwechselnd durch die Steuerschaltung 34 mit Strom versorgt werden, wird somit eine wechselseitige Schwenkbewegung der Schwenkachse 12 um 90° erzeugt. The pole shoes of the two pole rings 31 or the two anchor body of the armature 32 are offset by 90 ° to each other. When the two electromagnets 30 are alternately supplied with power by the control circuit 34, a mutual pivoting movement of the pivot axis 12 is thus generated by 90 °.
Nachfolgend wird die Funktionsweise der Schwenkkolbenpumpe erläutert. The operation of the rotary piston pump will be explained below.
Wenn sich der Schwenkkolben 2 aus der in Fig. 1 dargestellten Ausgangsposition gegen den Uhrzeigersinn bewegt, wird ein Volumen des Fördermediums vor dem Schwenkkolben 2 verdrängt bzw. aus den Arbeitskammern 10 ausgeschoben. Hierbei werden die flexiblen Sperrflügel 40 der Auslassventile 4 auf der Druckseite des Schwenkkolbens 2 im Pumpengehäuse 1 nach außen gedrängt und geben die Ventilöffnungen frei. Die prismatischen Abschnitte 50 der Einlassventile 5 auf der vorderen Druckseite des Schwenkkolbens 2 werden an den freien Enden gegeneinander gedrängt und sperren einen Durchlass zur Kavität 25. When the oscillating piston 2 moves counterclockwise from the starting position shown in FIG. 1, a volume of the conveying medium is displaced in front of the oscillating piston 2 or pushed out of the working chambers 10. Here, the flexible blocking vanes 40 of the exhaust valves 4 are urged on the pressure side of the rotary piston 2 in the pump housing 1 to the outside and release the valve openings. The prismatic portions 50 of the inlet valves 5 on the front pressure side of the rotary piston 2 are urged against each other at the free ends and block an opening to the cavity 25.
Zeitgleich entsteht in dem Abschnitt der Arbeitskammer 10 auf der hinteren Seite des Schwenkkolbens 2 ein Unterdruck, sodass ein Volumen des Fördermediums, das über den Pumpeneinlass 15 ansaugt wird, in die Arbeitskammer 10 nachströmt. Hierbei werden prismatischen Abschnitte 50 der Einlassventile 5 auf der hinteren Saugseite des Schwcnkkolbens 2 durch den angesaugten Förderstrom an den freien Enden auseinander gespreizt und öffnen sich für eine Durchströmung von der Kavität 25 in die Arbeitskammer 10. Die flexiblen Sperrflügel 40 der Auslassventile 4 werden auf der Saugseite des Schwenkkolbens 2 gegen die Ventilöffnungen im Pumpengehäuse 1 gezogen und sperren die Auslassventile 4. In einer umgekehrten Schwenkbewegung zurück in die Ausgangsposition des Schwenkkolbens 2 in Fig. 1 besteht dieselbe Funktionsweise. Die Schwenkkolbenpumpe ist somit ein Typ einer Doppelhubpumpe. At the same time arises in the portion of the working chamber 10 on the rear side of the rotary piston 2, a negative pressure, so that a volume of the pumped medium, which is sucked through the pump inlet 15, flows into the working chamber 10. Here, prismatic portions 50 of the intake valves 5 are spread apart on the rear suction side of the Schwcnkkolbens 2 by the intake flow at the free ends and open for a flow from the cavity 25 into the working chamber 10. The flexible blocking vanes 40 of the exhaust valves 4 are on the Suction side of the swing piston 2 pulled against the valve openings in the pump housing 1 and lock the exhaust valves. 4 In a reverse pivotal movement back to the starting position of the rotary piston 2 in Fig. 1, the same operation. The rotary piston pump is thus a type of double stroke pump.

Claims

Ansprüche claims
1. Schwenkkolbenpumpe für flüssige und gasförmige Fluide, aufweisend: ein Pumpengehäuse (1) mit wenigstens zwei sektorförmigen Arbeitskammern (10), die sich zu einer dazwischen liegenden Schwenkachse (12) diametral gegenüberliegen; einen Schwenkkolben (2), der wenigstens zwei zur Schwenkachse (12) diametral erstreckende Verdrängerabschnitte (20) aufweist, die jeweils in einer der Arbeitskammern (10) schwenkbar aufgenommen sind; einen elektrischen Antrieb (3), der den Schwenkkolben (2) auf einer innerhalb der Arbeitskammern (10) begrenzten Schwenkbewegung zwischen zwei Wendepunkten wechselseitig bewegt; eine Gruppe von Auslassventilen (4), die einem aus den Arbeitskammern (10) verdrängten Volumen Austritt zu einem Pumpenauslass (14) gewähren; und eine Gruppe von Einlassventilen (5), die einem in die Arbeitskammern (10) nachströmenden Volumen Eintritt aus einem Pumpeneinlass (15) gewähren; wobei die Gruppe der Auslassventile (4) oder der Einlassventile (5) beidseitig zu jeder Arbeitskammer (10) angeordnet ist und durch das Pumpengehäuse (1) hindurch mit dem Pumpenauslass (14) bzw. dem Pumpeneinlass (15) kommuniziert; dadurch gekennzeichnet, dass die andere Gruppe der Einlassventile (5) oder der Auslassventile (4) in dem Schwenkkolben (2) angeordnet ist und über eine Kavität (25) in dem Schwenkkolben (2) mit dem Pumpeneinlass (15) bzw. dem Pumpenauslass (14) kommuniziert. A rotary piston pump for liquid and gaseous fluids, comprising: a pump housing (1) having at least two sector-shaped working chambers (10) diametrically opposed to an intermediate pivot axis (12); a swivel piston (2) which has at least two displacer sections (20) extending diametrically to the pivot axis (12) and which are each pivotably received in one of the working chambers (10); an electric drive (3) which mutually moves the pivoting piston (2) on a pivoting movement between two turning points limited within the working chambers (10); a group of exhaust valves (4) providing discharge to a pump outlet (14) of a volume displaced from the working chambers (10); and a group of inlet valves (5) providing inlet from a pump inlet (15) to a volume flowing into the working chambers (10); wherein the group of exhaust valves (4) or intake valves (5) is disposed on either side of each working chamber (10) and communicates through the pump housing (1) with the pump outlet (14) and the pump inlet (15), respectively; characterized in that the other group of intake valves (5) or exhaust valves (4) is arranged in the swivel piston (2) and via a cavity (25) in the swivel piston (2) to the pump inlet (15) or the pump outlet ( 14) communicates.
Schwenkkolbenpumpe nach Anspruch 1, wobei die Kavität (25) des Schwenkkolbens (2) zu einer in Bezug auf die Schwenkachse (12) axialen Seite geöffnet ist, und eine dem Schwenkkolbcn (2) zugewandte Mündung des Pumpeneinlasses (15) bzw. des Pumpenauslasses (14) im Pumpengehäuse (1 ) in Überschneidung mit einem Öffnungsquerschnitt der Kavität (25) ausgebildet ist. A rotary piston pump according to claim 1, wherein the cavity (25) of the rotary piston (2) is open to an axial side with respect to the pivot axis (12), and an orifice of the pump inlet (15) or the pump outlet (15) facing the pivot piston (2). 14) is formed in the pump housing (1) in overlap with an opening cross-section of the cavity (25).
Schwenkkolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Öffnungsquerschnitt der Kavität (25) ringförmig um die Schwenkachse (12) herum verläuft, und die Mündung, des Pumpeneinlasses (15) bzw des Pumpenauslasses ( 14) zentral zur Schwenkachse (12) angeordnet ist. Rotary piston pump according to claim 1 or 2, wherein the opening cross-section of the cavity (25) extends annularly around the pivot axis (12), and the mouth, the pump inlet (15) and the pump outlet (14) is arranged centrally to the pivot axis (12).
Schwenkkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Kavität (25) die Form eines der Außenkontur des Schwenkkolbens (2) entsprechenden Hohlraums einnimmt. Rotary piston pump according to one of claims 1 to 3, wherein the cavity (25) takes the form of a the outer contour of the pivot piston (2) corresponding cavity.
Schwenkkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Schwenkkolben (2) als Kunststoffgussteil mit einer umspritzten Stahlwelle als Schwenkachse ( 12) gefertigt ist. Swivel piston pump according to one of claims 1 to 4, wherein the swivel piston (2) is made as a plastic casting with an overmolded steel shaft as a pivot axis (12).
Schwenkkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Auslassventile (4) durch flexible Sperrflügel (40) gebildet werden, die eine Ausgangseite einer Ventilöffnung freigeben. Rotary piston pump according to one of claims 1 to 5, wherein the outlet valves (4) are formed by flexible blocking vanes (40) which release an outlet side of a valve opening.
7. Schwenkkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Einlassventile (5) jeweils durch eine Anordnung von flexibel zueinander beweglichen Prismen (50) mit dreieckigem Querschnitt gebildet werden, die mit einer Scheitelkante des Querschnitts einer Durchlassrichtung entgegengerichtet und mit einer Seitenfläche des Querschnitts einer Sperrrichtung senkrecht entgegen gerichtet angeordnet sind. 7. The rotary piston pump according to any one of claims 1 to 6, wherein the inlet valves (5) are each formed by an array of flexibly movable prisms (50) having a triangular cross-section, with a vertex edge of the cross section of a passage direction opposite and with a side surface of the cross section a locking direction are arranged directed perpendicularly opposite.
8. Schwenkkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der elektrische Antrieb (3) als Drehmagnet-Antrieb ausgebildet ist, dessen Anker (30) zwischen zwei Arbeitspunkten um die Schwenkachse (12) el ektromagneti sch verschwenkbar ist, und mit dem Schwenkkolben (2) dreh fest fixiert ist. 8. Rotary piston pump according to one of claims 1 to 7, wherein the electric drive (3) is designed as a rotary magnet drive whose armature (30) between two operating points about the pivot axis (12) el ektromagneti is pivotally sch, and with the oscillating piston ( 2) rotation is firmly fixed.
9. Schwenkkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der elektrische Antrieb (3) als elektrisch drehender Motor ausgebildet ist, der über einen exzentrischen Stellmechanismus mit dem Schwenkkolben (2) gekoppelt ist. 9. Rotary piston pump according to one of claims 1 to 7, wherein the electric drive (3) is designed as an electrically rotating motor which is coupled via an eccentric actuating mechanism with the pivot piston (2).
10. Verwendung einer Schwenkkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Förderung von flüssigen und/oder gasförmigen Fluiden. 10. Use of a rotary piston pump according to one of claims 1 to 9 for the promotion of liquid and / or gaseous fluids.
11. Verwendung einer Schwenkkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9 als Schmierölpumpe für ein Getriebe. 11. Use of a rotary piston pump according to one of claims 1 to 9 as a lubricating oil pump for a transmission.
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