Die
Erfindung bezieht sich auf eine volumenstromgeregelte Flügelzellenpumpe
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1.The
The invention relates to a volume flow controlled vane pump
according to the generic term
of claim 1.
Volumenstromgeregelte
Flügelzellenpumpen
der vorgenannten Art sind beispielsweise aus der DE 199 57 886 A1 bekannt
und weisen den üblichen
Grundaufbau auf, bei dem der Kurvenring gegenüber dem Rotor auf seine dem
maximalen Fördervolumen
entsprechende Einstelllage federbelastet ist, und zwar über eine
Schraubenfeder, die gegenüber
dem den Kurvenring umschließenden
Gehäuse
abgestützt
ist. Eine solche Federabstützung bedingt
konstruktiv gehäuseseitig
eine entsprechende Einsatzöffnung,
die verschlossen werden muss, was einen entsprechenden Aufwand bedingt.
Dies gilt auch hinsichtlich des Raumbedarfes, insbesondere falls
eine Federabstützung
dieser Art in das hydraulische Regelsystem einbezogen ist und über einen
den Durchlaufquerschnitt übersteuernden
Schieberkolben gegen den Kurvenring abgestützt ist.Volumetric flow controlled vane pumps of the aforementioned type are for example from the DE 199 57 886 A1 known and have the usual basic structure, in which the cam ring is spring-loaded relative to the rotor to its maximum delivery volume adjustment position, via a coil spring which is supported relative to the housing surrounding the cam ring. Such a spring support requires structurally on the housing side a corresponding insertion opening, which must be closed, which requires a corresponding effort. This also applies in terms of space requirements, in particular if a spring support of this type is included in the hydraulic control system and is supported via a cross-section overflowing spool against the cam ring.
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vereinfachte Federabstützung zu
schaffen, die bei kleinem Bauvolumen auch als Steuerelement im Regelsystem
zu nutzen ist.Of the
Invention is based on the object, a simplified spring support
create, in a small volume, as a control in the control system
to use is.
Erfindungsgemäß wird dies
bei einer volumenstromgeregelten Flügelzellenpumpe gemäß dem Anspruch
1 durch die Ausgestaltung der Federabstützung als Biegebalken erreicht.
Ein solcher Biegebal ken kann in einfachster Form als Blattfeder
ausgebildet oder durch ein Stützelement
gebildet sein, das einen entsprechenden, blattfederartigen Abschnitt aufweist,
wobei die Ausgestaltung als Blattfeder oder als blattfederähnliches
Element weitgehendst die Integration in das funktionsbedingte Bauvolumen
ermöglicht,
sowie auch die Abstützung
gegenüber
dem Gehäuse
nahe- zu ohne Zusatzaufwand,
beispielsweise dadurch, dass am Gehäuse – als Anschläge – Stützschultern
angeformt oder Stützaufnahmen
für die
Federenden eingeformt sind. Zudem lässt sich eine als Blattfeder
oder blattfederartiges Element ausgestaltete Federabstützung unmittelbar
als Steuerelement einsetzen, wenn dieses im Überlappungsbereich zu Übertrittsöffnungen
angeordnet ist und diese in Abhängigkeit
von der Durchbiegung der Feder querschittsvariabel überdeckt.According to the invention this is
in a volume flow controlled vane pump according to the claim
1 achieved by the design of the spring support as a bending beam.
Such a bending beam ken can in the simplest form as a leaf spring
formed or by a support element
be formed, which has a corresponding, leaf-spring-like portion,
wherein the configuration as a leaf spring or as a leaf spring-like
Element largely the integration into the functional construction volume
allows
as well as the support
across from
the housing
almost without additional effort,
for example, by the fact that the housing - as stops - support shoulders
molded or support receptacles
for the
Spring ends are molded. In addition, one can be used as a leaf spring
or leaf spring-like element designed spring support directly
as a control, if this in the overlap area to transfer openings
is arranged and these in dependence
covered by the deflection of the spring Querschittsvariabel.
Zudem
kann eine solche Blattfeder bezogen auf den aufnehmenden Druckraum
auch ein den Druckraum aufteilendes Element bilden, wozu sich eine
Blattfeder insbesondere bei Kunststoffumspritzung eignet und über die
Kunststoffumspritzung auch entsprechende Gleit- und Dichtflächen geschaffen werden
können.moreover
such a leaf spring relative to the receiving pressure chamber
also form an element dividing the pressure chamber, including a
Leaf spring is particularly suitable for plastic extrusion and on the
Kunststoffumspritzung also appropriate sliding and sealing surfaces are created
can.
Ist
die Blattfeder als räumliches
Trennelement eingesetzt, insbesondere zur Aufteilung des die Feder
aufnehmenden Druckraumes in zwei Druckraumteilräume, so kann die Feder auch
hinsichtlich der durch sie abgegrenzten Druckraumteilräume unterschiedlichen
Drücken
ausgesetzt sein und dadurch in ihrer Federcharakteristik zusätzlich beeinflusst
werden. Entsprechende Druckdifferenzen lassen sich beispielsweise
durch drosselnde Übertrittsquerschnitte,
die in die Feder integriert sein können, und/oder den Druckraumteilräumen wechselseitig zugeordnete
Zu- und Abflussöffnungen
erreichen.is
the leaf spring as a spatial
Separating element used, in particular for the division of the spring
receiving pressure chamber into two pressure chamber partial spaces, so the spring can also
in terms of the delimited by them pressure chamber part spaces different
To press
be exposed and thereby additionally influenced in their spring characteristic
become. Corresponding pressure differences can be, for example
by throttling crossover cross sections,
which can be integrated into the spring, and / or the pressure chamber partial spaces mutually assigned
Inflow and outflow openings
to reach.
Insbesondere
in Verbindung mit einer Kunststoffumspritzung der Federabstützung, so
der Blattfeder ergibt sich in einfacher Weise auch die Möglichkeit,
in die Federabstützung
einen Üerströmkanal zu integrieren
und dadurch die Verbindung zwischen mehreren zu übersteuernden Überströmöffnungen herzustellen,
so dass durch entsprechende Abstimmung in der Lage der Überlappungsbereiche
zusätzliche
Möglichkeiten
der Beeinflussung der Durchflusssteuerung geschaffen sind.Especially
in conjunction with a Kunststoffumspritzung the spring support, so
the leaf spring also results in a simple way the possibility
in the spring support
to integrate a Üerströmkanal
and thereby establish the connection between a plurality of overflow openings to be controlled,
so that by appropriate vote in the position of the overlapping areas
additional
options
are created to influence the flow control.
Insgesamt
ist mit der erfindungsgemäßen, als
Biegebalken ausgestalteten Federabstützung somit eine Lösung geschaffen,
die neben der Wahrnehmung der Federfunktion bei kleinstem Bauraum
auch die Wahrnehmung von Steuerfunktionen nahezu ohne Zusatzaufwand
ermöglicht.All in all
is with the invention, as
Bending beam designed spring support thus created a solution
the next to the perception of the spring function in the smallest space
also the perception of control functions with almost no additional effort
allows.
Weitere
Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen. Ferner wird
die Erfindung nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen mit weiteren
Details erläutert.Further
Details and features of the invention will become apparent from the claims. Furthermore, will
the invention below with reference to embodiments with further
Details explained.
Es
zeigen:It
demonstrate:
1 bis 3 bei
grundsätzlichem
gleichem Aufbau der Flügelzellenpumpe
und des zugeordneten Stromregelventiles sowie bei Gestaltung der
Federabstützung
in Form einer Blattfeder verschiedene Möglichkeiten der Nutzung der
Feder als Steuerglied durch in Abhängigkeit von der Durchbiegung
der Feder sich ändernde Überdeckungsquerschnitte
zwischen der Feder und von dieser übersteuerten Überströmquerschnitten,
und 1 to 3 with the same basic structure of the vane pump and the associated flow control valve and the design of the spring support in the form of a leaf spring different ways of using the spring as a control member by depending on the deflection of the spring changing coverage cross sections between the spring and overflow Überströmquerschnitten this, and
4 in
einer Diagrammdarstellung den Verlauf des Volumenstromes über der
Drehzahl bei einem durch Flügelzellenpumpe
und Stromregelventil gebildeten Hydrauliksystem gemäß einer
der Ausgestaltungen gemäß 1 bis 3. 4 in a diagram representation of the course of the volume flow over the speed in a hydraulic system formed by vane pump and flow control valve according to one of the embodiments according to 1 to 3 ,
In
den 1 bis 3 sind im Grundaufbau einander
entsprechende, volumenstromgeregelte Flügelzellenpumpen 1 dargestellt,
und zwar jeweils in Verbindung mit einem Volumenstromregler 2.In the 1 to 3 are in the basic structure corresponding, volume flow controlled vane pumps 1 shown, in each case in conjunction with a volumetric flow controller 2 ,
Die
Flügelzellenpumpen 1 umfassen
vereinfacht dargestellt in ihrem Aufbau jeweils ein Gehäuse 3,
veranschaulicht durch einen Außenring,
und einen Rotor 4 mit zum Gehäuse 3 lagefester Drehachse 5, wobei
der Rotor 4 konzentrisch zur Drehachse 5 über die
ihn drehfest tragende Welle 6 in den Seitenwänden des
Gehäuses 3 gelagert
ist. Der Rotor 4 ist innerhalb des Gehäuses 3 von einem Kurvenring 7 umschlossen,
der zusammen mit dem Gehäuse 3 einander
gegenüberliegende
und über
eine Dichtgrenze 10 getrennte Druckräume 8, 9 begrenzt,
von denen der Druckraum 8 einen ersten Druckraum und der Druckraum 9 eine
zweiten Druckraum bildet. Die Dichtgrenze 10 erstreckt
sich quer zur der die Drehachse 5 des Rotors 4 enthaltenden
Ebene 11. Der Kurvenring 7 ist längs seiner
Aufstandsfläche
zum Gehäuse 3 in
Abhängigkeit
von den Druckverhältnissen
in den Druckräumen 8 und 9 verstellbar.
Zur Verstellrichtung des Kurvenringes 7 verläuft die
Dichtgrenze 10 zwischen Kurvenring 7 und Gehäuse 3 etwa
senkrecht, und zwar in einer Ebene, die in Verstellrichtung des
Kurvenringes 7 zu einer parallelen, die Drehachse 5 enthaltenden
Ebene leicht versetzt ist.The vane pumps 1 In simplified terms, each housing comprises a housing 3 , illustrated by an outer ring, and a rotor 4 with to the housing 3 fixed rotation axis 5 , where the rotor 4 concentric to the axis of rotation 5 on the shaft rotatably supporting him 6 in the side walls of the housing 3 is stored. The rotor 4 is inside the case 3 from a curve ring 7 enclosed, which together with the housing 3 opposite each other and across a sealing border 10 separate pressure chambers 8th . 9 limited, of which the pressure chamber 8th a first pressure chamber and the pressure chamber 9 forms a second pressure chamber. The sealing limit 10 extends transversely to the axis of rotation 5 of the rotor 4 containing level 11 , The curve ring 7 is along its footprint to the housing 3 depending on the pressure conditions in the pressure chambers 8th and 9 adjustable. To the adjustment direction of the cam ring 7 runs the sealing limit 10 between cam ring 7 and housing 3 approximately vertically, in a plane that in the adjustment direction of the cam ring 7 to a parallel, the axis of rotation 5 containing plane is slightly offset.
Der
Rotor 4 weist radial gerichtete und nach außen gegen
den Kurvenring 7 offene Führungsschlitze 12 für Rotorflügel 13 auf, über die
zwischen Rotor 4 und Kurvenring 7 in Umfangsrichtung
aufeinander folgende Arbeitskammern 14 gegeneinander abgegrenzt
sind, deren Größe über der
Umlaufbahn entsprechend der Exzentrizität des Kurvenringes 7 zur
Drehachse 5 des Rotors 4 veränderlich ist.The rotor 4 has radially directed and outward against the cam ring 7 open guide slots 12 for rotor blades 13 on top of that between rotor 4 and curve ring 7 circumferentially successive working chambers 14 are delimited from each other whose size over the orbit corresponding to the eccentricity of the cam ring 7 to the axis of rotation 5 of the rotor 4 is changeable.
In Überdeckung
zur Umlaufbahn der über
die Rotorflügel 13 gegeneinander
abgegrenzten Arbeitskammern 14 liegen, quer zur Verstellebene 11 einander
gegenüberliegend,
Arbeitskammeranschlüsse 15, 16,
die im Ausführungsbeispiel
als nierenförmige Ausnehmungen
in den Seitenwänden
des Gehäuses 3 ausgebildet
sind und von denen der Arbeitskammeranschluss 15 bezogen
auf die Drehrichtung 17 des Rotors 4 den druckseitigen
Anschluss und der Arbeitskammeranschluss 16 den saugseitigen
Anschluss bildet.Overlapping to the orbit of the rotor blades 13 against each other demarcated working chambers 14 lie, across the Verstellbene 11 Opposite each other, working chamber connections 15 . 16 in the exemplary embodiment as kidney-shaped recesses in the side walls of the housing 3 are formed and of which the working chamber connection 15 related to the direction of rotation 17 of the rotor 4 the pressure-side connection and the working chamber connection 16 forms the suction-side connection.
In
den dargestellten Ausführungsbeispielen ist
der Kurvenring 7 in seine dem maximalen Fördervolumen
entsprechende Endstellung verlagert und in Richtung auf diese Endstellung
federnd abgestützt, wobei
als Federabstützung 18 ein
Biegebalken vorgesehen ist. Dieser ist in Form eines wandartigen Elementes
gestaltet, das seinerseits zwischen dem Gehäuse 3 einerseits und
dem Kurvenring 7 andererseits abgestützt ist und den zweiten Druckraum 9 in zwei
Druckraumteilräume 19 und 20 unterteilt,
so dass der der Grundausgestaltung: Biegebalken gleich Feder Zusatzfunktionen
zu überlagern
sind, bei denen der Biegebalken aufgrund unterschiedlicher Druckbeaufschlagung
variable Federcharakteristiken aufweist und/oder auch als einen
Durchflussquerschnitt steuerndes Element eingesetzt ist.In the illustrated embodiments, the cam ring 7 shifted in its maximum delivery volume corresponding end position and resiliently supported in the direction of this end position, as a spring support 18 a bending beam is provided. This is designed in the form of a wall-like element, which in turn between the housing 3 on the one hand and the cam ring 7 supported on the other hand and the second pressure chamber 9 in two pressure room partial spaces 19 and 20 subdivided so that the basic design: bending beams are equal to spring additional functions to be superimposed, in which the bending beam due to different pressurization has variable spring characteristics and / or is used as a flow cross-section controlling element.
Eine
bevorzugte Ausgestaltung der Federabstützung 18 ist deren
Ausbildung als Blattfeder, und zwar insbesondere als kunststoffumspritzte
Blattfeder, die aufgrund der Kunststoffumspritzung membranartig
die Druckraumteilräume 19, 20 gegeneinander
abgrenzt, bei entsprechender Vorspannung des Kurvenringes 7 auf
die gezeigte Endstellung.A preferred embodiment of the spring support 18 is their training as a leaf spring, in particular as a plastic-coated leaf spring, the membrane-like pressure due to the Kunststoffumspritzung the pressure chamber partial spaces 19 . 20 delimited against each other, with appropriate bias of the cam ring 7 on the end position shown.
Ebenso
wie die Flügelzellenpumpe 1 ist
auch das Volumenstromregelventil 2 sowie dessen Einbindung
in das Hydrauliksystem nur schematisch dargestellt, wobei das Volumenstromregelventil 2 einen
in seinem Gehäuse 21 längsverschieblich
geführten Steuerschieber 22 aufweist,
der in Längsrichtung
zueinander beabstan dete Steuerkolben 23 und 24 umfasst,
von denen der Steuerkolben 23 einen ersten und der Steuerkolben 24 einen
zweiten Steuerkolben bildet und die über ein im Durchmesser abgesetztes Zwischenglied 25 miteinander
verbunden sind und zusammen mit diesem einen Ringraum 26 begrenzen.Just like the vane pump 1 is also the flow control valve 2 and its integration in the hydraulic system shown only schematically, wherein the flow control valve 2 one in his case 21 longitudinally displaceable guided spool 22 having, in the longitudinal direction each other beabstan ended control piston 23 and 24 includes, of which the control piston 23 a first and the control piston 24 forms a second control piston and the over a diameter offset intermediate member 25 are interconnected and together with this an annulus 26 limit.
Der
als Druckwaage arbeitende Steuerschieber 22 ist in Richtung
auf seine dargestellte und zur Stellung des Kurvenringes 7 bei
maximalem Fördervolumen
entsprechende Endlage federbelastet, wie über die Feder 27 symbolisiert,
wobei die Verschieberichtung des Steuerschiebers 22 in
Stellrichtung der Feder 27 anschlagbegrenzt ist, wie über den
Anschlagzapfen 28 veranschaulicht.The working as a pressure compensator spool 22 is towards his illustrated and the position of the cam ring 7 at maximum delivery volume corresponding end position spring loaded, as over the spring 27 symbolizes, with the direction of displacement of the spool 22 in the direction of the spring 27 stop limit is as over the stop pin 28 illustrated.
Der
Volumenstromregler 2 weist eine Reihe von Anschlüssen auf,
und zwar ausgehend vom Ringraum 26 einen Anschluss 29 zum
Rücklauf 30 und ausgehend
vom die Feder 27 aufnehmenden, über den zweiten Steuerkolben 24 abgegrenzten
Federraum 31 einen Anschluss 32 zu einer Versorgungsleitung 33 für einen
nur schematisch angedeuteten Verbraucher 34, der seinerseits
ebenfalls an den Rücklauf 30 angeschlossen
ist, mit dem ein Vorratsbehälter 35 in
Verbindung steht.The volumetric flow controller 2 has a number of connections, starting from the annulus 26 a connection 29 to the return 30 and starting from the spring 27 receiving, via the second control piston 24 delimited spring space 31 a connection 32 to a supply line 33 for a consumer indicated only schematically 34 , who in turn also to the return 30 is connected, with a reservoir 35 communicates.
Weiter
sind seitens des Volumenstromreglers 2 Anschlüsse 36 und 37 gegeben,
von denen der Anschluss 36 vom ersten Steuerkolben 23 übersteuert
ist und mit dem ersten Druckraum 8 in Verbindung steht,
während
der Anschluss 37 vom zweiten Steuerkolben 24 übersteuert
ist und an den zweiten Druckraum 9 angeschlossen ist, und
zwar ausmündend
auf dessen zwischen der Federabstützung 18 und dem Kurvenring 7 liegenden
Druckraumteil 19. Die Verbindung der Anschlüsse 36 und 37 zu
den Druckräumen 8, 9 ist
zumindest für
den Anschluss 36 gedrosselt, symbolisiert durch die Drosselbohrung 38.
Ist auch die dem Anschluss 37 zugeordnete Verbindung gedrosselt,
so weist bevorzugt die Bohrung 38 ei nen kleineren Querschnitt
als die Drosselbohrung 39 auf. Weiter bestehen vom über den
ersten Steuerkolben 23 anschlagseitig abgegrenzten Ringraum 40 und
vom gegenüberliegenden
Federraum 31 jeweils Anschlüsse 41 bzw. 42 zum
druckseitigen Arbeitskammeranschluss 15, wobei in der Verbindung
des Anschlusses 42 zur Druckkammer 15 eine Drosselstelle 43 angeordnet
ist, die im Rahmen der Erfindung auch als Stelldrossel ausgebildet
sein kann.Next are on the part of the volume flow controller 2 connections 36 and 37 given, of which the connection 36 from the first control piston 23 is overdriven and with the first pressure chamber 8th communicates while connecting 37 from the second control piston 24 is overdriven and to the second pressure chamber 9 is connected, and ausmündend on the between the spring support 18 and the curve ring 7 lying pressure chamber part 19 , The connection of the connections 36 and 37 to the pressure chambers 8th . 9 is at least for the connection 36 throttled, symbolized by the throttle bore 38 , Is also the connection 37 throttled assigned connection, so preferably has the bore 38 egg nen smaller cross-section than the throttle bore 39 on. Next consist of about the first control piston 23 on the side bounded annular space 40 and from the opposite spring space 31 each connections 41 respectively. 42 to the pressure-side working chamber connection 15 , being in the connection of the connection 42 to the pressure chamber 15 a throttle point 43 is arranged, which may be formed in the context of the invention as a control choke.
Der
Federraum 31 steht des Weiteren über einen Anschluss 44 mit
dem Teilraum 20 des zweiten Druckraumes 9 in Verbindung,
wobei auch in dieser Verbindung, wie durch die Bohrung 45 angedeutet, eine
Drosselstelle vorgesehen sein kann.The spring chamber 31 also has a connection 44 with the subspace 20 the second pressure chamber 9 in conjunction, being also in this connection, as through the hole 45 indicated, a throttle may be provided.
Ausgehend
von einem solchen Grundaufbau der Flügelzellenpumpe 1 und
einer Zuordnung des Stromregelventils 2, die wie vorgeschildert
für die Ausgestaltungen
gemäß 1 und 2 zutrifft, und
mit gewissen Abweichungen auch für
das Ausführungsbeispiel
gemäß 3,
ist es Zielsetzung der vorliegenden Erfindung, insbesondere im Hinblick auf
den Einsatz derartiger Flügelzellenpumpen
in Lenksystemen von Kraftfahrzeugen, eine in der Regelgüte verbesserte
Regelung für
den Volumenstrom über
der Drehzahl zu realisieren. Hierbei wird in einem unteren Drehzahlbereich
nach Erreichen eines Abregelpunktes 46, wie in 4 veranschaulicht,
zunächst
drehzahlunabhängig
ein im Wesentlichen konstanter Volumenstrom angestrebt (Abschnitt 47), und
im Anschluss daran über
einen Abschnitt 48 eine Absenkung des Volumenstromes V . über der
Drehzahl n bis auf einen angestrebten unteren Wert (Abschnitt 49),
von dem ausgehend der Volumenstrom wiederum, und zwar auf diesem
abgesenkten Niveau, über
der Drehzahl im Wesentlichen konstant bleiben soll. Bedingt sind
diese Anforderungen bezogen auf Lenksysteme für Kraftfahrzeuge im Wesentlichen
dadurch, dass – bei
hohen Drehzahlen, und entsprechenden Fahrzeuggeschwindigkeiten – im Regelfall
keine ab rupten Lenkbewegungen anfallen, die entsprechend hohe Volumenströme erfordern,
so dass die Förderleistung
der Pumpe zurückgefahren werden
kann.Starting from such a basic structure of the vane pump 1 and an assignment of the flow control valve 2 as prescribed for the embodiments according to 1 and 2 applies, and with certain deviations for the embodiment according to 3 , It is the object of the present invention, in particular with regard to the use of such vane pumps in steering systems of motor vehicles, to realize an improved control quality in the control of the volume flow over the speed. This is in a lower speed range after reaching a Abregelpunktes 46 , as in 4 illustrated, initially aimed at speed-independent, a substantially constant flow rate (section 47 ), and then over a section 48 a reduction in the volume flow V. above the speed n up to a target lower value (section 49 ), from which, on the basis of the volume flow, in turn, and at this lowered level, should remain essentially constant over the rotational speed. Due to these requirements are related to steering systems for motor vehicles essentially by the fact that - at high speeds, and corresponding vehicle speeds - usually do not incur from rupten steering movements that require correspondingly high volume flows, so that the capacity of the pump can be reduced.
Über eine
Verstellbarkeit der Drossel 43 kann zusätzlich, wie strichliert in 4 dargestellt, der
jeweilige Abregelpunkt 46, und davon ausgehend der weitere
Kurvenverlauf auch verschoben werden, so dass in Abhängigkeit
von weiteren Parametern zusätzlich
auf das Fördervolumen über der
Drehzahl Einfluss genommen werden kann.About an adjustability of the throttle 43 In addition, as dashed in 4 represented, the respective Abregelpunkt 46 , And starting from this, the further course of the curve can also be shifted so that, depending on further parameters, it is additionally possible to influence the delivery volume above the rotational speed.
Im
Ausführungsbeispiel
gemäß 1 wird die
Absenkung des Volumenstromes V . über
der Drehzahl n dadurch erreicht, dass über einen Bypass eine zusätzliche
Verbindung der Druckseite der Pumpe mit der zum Verbraucher 34 führenden
Verbindung hergestellt ist, und zwar bei dem maximalen Fördervolumen
entsprechender Stellung des Kurvenringes 7, so dass der
Steuerschieber 22 gleichgerichtet überlagert zur Stellkraft der
Feder 27 zusätzlich beaufschlagt
ist. Die Bypass-Verbindung enthält
einen, wie strichliert dargestellt, vom druckseitigen Arbeitskammeranschluss 15 ausgehenden
Verbindungskanal 51 zu einer Überströmöffnung 50, die auf den
Teilraum 20 des zweiten Druckraumes 9 ausmündet und über die
Drosselstelle 45 (als Blende) und den Anschluss 42 auf
den Federraum 31 ausmündet. Über die
unterschiedliche Größe der Querschnitte
der Überströmöffnung 50 und
der Drosselstelle 45 lässt
sich der drehzahlabhängige
Einfluss auf die Kennlinie bestimmen, wobei dieser mit kleiner werdendem
Querschnitt der Drosselstelle 45 sinkt.In the embodiment according to 1 is the reduction of the volume flow V. over the speed n achieved in that via a bypass an additional connection of the pressure side of the pump with the consumer 34 leading compound is made, namely at the maximum delivery volume corresponding position of the cam ring 7 , so the spool valve 22 rectified superimposed to the force of the spring 27 additionally acted upon. The bypass connection contains a, as shown in phantom, from the pressure-side working chamber connection 15 outgoing connection channel 51 to an overflow opening 50 pointing to the subspace 20 the second pressure chamber 9 flows out and over the throttle point 45 (as a panel) and the connection 42 on the spring chamber 31 opens. About the different size of the cross sections of the overflow 50 and the throttle point 45 the speed-dependent influence on the characteristic curve can be determined, whereby this becomes smaller with decreasing cross section of the throttle point 45 sinks.
Ergibt
sich mit zunehmender Drehzahl n eine Verlagerung des Kurvenringes 7 in
Richtung einer Verkleinerung des Fördervolumens, also bezogen auf 1 eine
Verstellung nach rechts, so wird die als Trennwand wirkende Blattfeder
weiter durchgebogen und überdeckt
dabei zunehmend die Überströmöffnung 50,
so dass der Bypass-Querschnitt verringert und gegebenenfalls auch
abgesperrt wird. Damit verringert sich die zur Federkraft überlagerte druckabhängige Stellkraft,
die bei abgesteuerter Überströmöffnung 50 auch
völlig
entfällt,
mit dem Effekt einer Verlagerung des Steuerschiebers 22 im Sinne
einer stärkeren
Druckbeaufschlagung des ersten Druckraumes 8 und Verstellung
des Kurvenringes 7 in Richtung einer Verkleinerung des
Volumenstromes V .. In 4 sind entsprechende Verläufe der Volumenstromkurve über der
Drehzahl durch die Abschnitte 48 und 49 veranschaulicht,
wobei ersichtlich ist, dass die „Wirkung" der Federkraft klein im Vergleich zur „Wirkung" des Bypasses ist
und die Wirkung der Federkraft über
die Regelung weitgehend kompensiert wird.If, with increasing speed n, a displacement of the cam ring results 7 in the direction of a reduction of the delivery volume, ie based on 1 an adjustment to the right, so acting as a partition leaf spring is further deflected and thereby increasingly covers the overflow 50 so that the bypass cross-section is reduced and possibly also shut off. This reduces the pressure-dependent actuating force superimposed on the spring force, which is reduced when the overflow opening is switched off 50 completely eliminated, with the effect of a shift of the spool 22 in the sense of a stronger pressurization of the first pressure chamber 8th and adjustment of the cam ring 7 in the direction of a reduction of the volume flow V .. In 4 are corresponding curves of the volume flow curve over the speed through the sections 48 and 49 illustrating that the "effect" of the spring force is small compared to the "effect" of the bypass and the effect of the spring force on the control is largely compensated.
Zur
Erläuterung
der Wirkungsweise des Volumenstromregelventiles sei noch angemerkt,
dass in der gezeigten Ausgangsstellung über den ersten Steuerkolben 23 der
Ringraum 40 zunächst
abgesperrt ist und der erste Druckraum 8 über den
Anschluss 36 mit dem Anschluss 29 zum Rücklauf 30 in Verbindung
steht. Gleichzeitig ist über
den zweiten Steuerkolben 24 eine Überströmverbindung zwischen dem mit
dem druckseitigen Arbeitskammeranschluss 15 verbundenen
Anschluss 42 zur Federkammer 31 und dem Anschluss 37 zum
Teilraum 19 des zweiten Druckraumes 9 freigegeben.
Mit zunehmender Drehzahl n erhöht
sich das Fördervolumen der
Flügelzellenpumpe 1 bei
gleichbleibender Stellung des Kurvenringes 7, und resultierend
daraus ergibt sich ein Druckanstieg im Ringraum 40, der
entsprechend der getroffenen Grundauslegung dazu führt, dass über den
ersten Steuerkolben 23 bei Verlagerung des Steuerschiebers 22 in
Richtung auf den Federraum 31 einerseits die Verbindung
des Arbeitskammeranschlusses 15 zum ersten Druckraum 8 freigegeben
wird, und andererseits über
den zweiten Steuerkolben 29 die Verbindung des zweiten
Druckraumes 9 zum druckseitigen Arbeitskammeranschluss 15 abgesteuert
wird und eine Verbindung des zweiten Druckraumes 9 gegen
den Rücklauf 30 freigegeben
wird. Hierdurch ist zunächst
der Abregelpunkt 46 festgelegt und im weiteren kann durch
entsprechende graduelle Verlagerung des Steuerschiebers 22 über der
Drehzahl n der Volumenstrom V . im Wesentlichen gleich gehalten werden
(Abschnitt 48), da der Kurvenring 7, bezogen auf
die Darstellung gemäß 1,
nach rechts im Sinne einer Reduzierung des Fördervolumens verlagert wird.
Dies führt
zur bereits erläuterten
weiteren Durchbiegung der im Ausführungsbeispiel die Federabstützung 18 bildenden Blattfeder
und einer entsprechenden Absteuerung des Überströmquerschnittes 50 durch
die Blattfeder, somit zu einer Reduzierung des überlagernd zur Feder 27 den
Steuerschieber 22 beaufschlagenden Stelldruckes, und damit
zu einer weiteren Verlagerung des Kurvenringes 7 in Richtung
einer Verringerung des Volumenstromes, wie über den Abschnitt 48 in 4 veranschaulicht,
bis nach Absteuerung der Überströmöffnung 50 ein
entsprechend dem Abschnitt 49 im Wesentlichen konstanter
Verlauf des Volumenstromes über
der Drehzahl erreicht wird.To explain the operation of the flow control valve, it should be noted that in the initial position shown on the first control piston 23 the annulus 40 is first shut off and the first pressure chamber 8th over the connection 36 with the connection 29 to the return 30 communicates. At the same time is via the second control piston 24 an overflow connection between the pressure-side working chamber connection 15 connected connection 42 to the spring chamber 31 and the connection 37 to the subspace 19 the second pressure chamber 9 Approved. As the speed n increases, the delivery volume increases the vane pump 1 at the same position of the cam ring 7 , and as a result, there is an increase in pressure in the annulus 40 , according to the basic design that leads over the first control piston 23 with displacement of the spool 22 towards the spring chamber 31 on the one hand the connection of the working chamber connection 15 to the first pressure room 8th is released, and on the other hand via the second control piston 29 the connection of the second pressure chamber 9 to the pressure-side working chamber connection 15 is disconnected and a connection of the second pressure chamber 9 against the return 30 is released. This is initially the Abregelpunkt 46 determined and further may by appropriate gradual displacement of the spool 22 above the speed n, the volume flow V. be kept substantially the same (section 48 ), because the cam ring 7 , based on the representation according to 1 , is shifted to the right in the sense of reducing the volume of funding. This leads to the already explained further deflection of the spring support in the exemplary embodiment 18 forming leaf spring and a corresponding Absteuerung the Überströmquerschnittes 50 by the leaf spring, thus reducing the overlying to the spring 27 the spool 22 acting signal pressure, and thus to a further displacement of the cam ring 7 in the direction of a reduction of the volume flow, as over the section 48 in 4 illustrated until after Absteuerung the overflow 50 one according to the section 49 essentially constant course of the volume flow over the speed is achieved.
Bei
zu 1 gleichem Grundaufbau zeigt 2 eine
Ausgestaltungsform, die hinsichtlich der Einflussnahme durch die über den
Bypass erfolgende zusätzliche
Druckbeaufschlagung in der Verbindung zum Verbraucher, und damit
auch des Federraumes 31 zusätzliche Beeinflussungsmöglichkeiten bietet,
wobei anknüpfend
auf die Erläuterungen
zu 1 nur auf die entsprechenden Details abgehoben
ist.In to 1 same basic structure shows 2 an embodiment, with regard to the influence of the taking place via the bypass additional pressurization in the connection to the consumer, and thus the spring chamber 31 additional influencing possibilities, referring to the explanations to 1 only to the appropriate details is lifted.
Als
Federabstützung 18 ist
auch hier wiederum ein Biegebalken in Form einer Blattfeder vorgesehen,
die als Trennwand zwei Teilräume 19, 20 des zweiten
Druckraumes 9 gegeneinander abgrenzt und die als über ihrem
Federweg zwei Überströmöffnungen 52, 53 überdeckendes
Steuerglied 54 ausgebildet ist, welches eine Kanalverbindung 55 zwischen den
zu den Überströmöffnungen 52, 53 in Überdeckung
liegenden Anschlussquerschnitten aufweist. Die Überströmöffnung 52 steht mit
dem druckseitigen Arbeitskammeranschluss 15 über einen
Verbindungskanal 56 in Verbindung, und die Überströmöffnung 53 liegt
in der Verbindung zum Anschluss 42 auf den Federraum 31.
Die Überströmöffnungen 52 und 53 können zu
den Anschlussquerschnitten der Kanalverbindung 55 so angeordnet
sein, dass sich in Abhängigkeit
von der Durchbiegung des die Federabstützung 18 bildenden,
blattfederartigen Wandelementes unterschiedliche Überdeckungsverhältnisse zum
in die Federabstützung 18 integrierten,
die Kanalverbindung 55 umfassenden Steuerglied 54 realisieren
lassen. Im Hinblick auf einen in beiden Druckraumteilräumen 19 und 20 im
Wesentlichen gleichen Druckaufbau ist die blattfederartige Federabstützung 18 mit
einer oder mehreren Durchtrittsöffnungen 57 versehen.
Anstelle entsprechend großer
Durchtrittsöffnungen 57 kann
eine ausgesparte Ausgestaltung der Blattfeder vorgesehen sein. Werden
eine oder mehrere Durchtrittsöffnungen
im Hinblick auf angestrebte Drosseleffekte mit entsprechend kleinem Querschnitt
ausgebildet, so bietet der damit erreichbare unterschiedliche Druckaufbau
in den Druckraumteilräumen 19, 20 zusätzliche
Möglichkeiten
zur Beeinflussung des Regelverhaltens und der Regelgüte.As spring support 18 Again, a bending beam is provided in the form of a leaf spring, which as a partition wall two subspaces 19 . 20 the second pressure chamber 9 delimited against each other and as over their spring travel two overflow 52 . 53 overlapping control member 54 is formed, which is a channel connection 55 between the to the overflow openings 52 . 53 having overlapping connection cross-sections. The overflow opening 52 stands with the pressure-side working chamber connection 15 via a connection channel 56 in connection, and the overflow opening 53 is in the connection to the connection 42 on the spring chamber 31 , The overflow openings 52 and 53 can to the connection cross sections of the channel connection 55 be arranged so that, depending on the deflection of the spring support 18 forming, leaf spring-like wall element different coverage ratios to the spring support 18 integrated, the channel connection 55 comprehensive control element 54 let realize. With regard to one in both pressure chamber partial spaces 19 and 20 substantially the same pressure build-up is the leaf spring-like spring support 18 with one or more passage openings 57 Mistake. Instead of correspondingly large passages 57 may be provided a recessed configuration of the leaf spring. If one or more openings are formed with a view to desired throttling effects with a correspondingly small cross-section, the achievable thereby different pressure build-up in the pressure chamber partial spaces 19 . 20 additional possibilities for influencing the control behavior and the control quality.
Während bei
den Ausführungsformen
gemäß 1 und 2 über die
Bypassschaltung zwischen der Druckseite der Pumpe 1, symbolisiert durch
den druckseitigen Arbeitskammeranschluss 15, und dem zwischen
der Druckseite der Pumpe 1 und dem Verbraucher 34 liegenden,
als Federraum 31 genutzten und über den zweiten Steuerkolben 24 des
Steuerschiebers 22 volumenveränderlichen Raum die angestrebte
Absenkung des Volumenstromes V . über
der Drehzahl n bei höheren
Drehzahlen realisiert ist, wird bei der Ausgestaltung gemäß 3 ein
direkterer Weg gewählt,
nämlich
die Öffnung
eines Abströmweges
vom zweiten Druckraum 9 auf den Rücklauf 30 in Abhängigkeit
von der Verstellung des Kurvenrin ges 7. Das die Federabstützung 18 bildende
Element liegt hierzu in der der Ausgangslage des Kurvenringes 7 bei
maximalem Fördervolumen entsprechenden
Position in Überdeckung
zu einer Überströmöffnung 58,
die mit dem Rücklauf 30 verbunden
ist und die bei Verlagerung des Kurvenringes 7 in der der
Verringerung des Fördervolumens
entsprechenden Richtung und entsprechender Verlagerung der Federabstützung 18 zunehmend
freigegeben wird, so dass sich eine Druckabsenkung im zweiten Druckraum 9 ergibt.
Diese wiederum hat eine Verstellung des Kurvenringes 7 in
Richtung einer Verringerung des Fördervolumens zur Folge, wie
in 4 durch den Abschnitt 48 veranschaulicht,
an den nach Erreichen des konstruktiv jeweils vorgegebenen maximalen Öffnungsquerschnittes
der Überströmöffnung 58 der
Abschnitt 49 anschließt,
in dem unter Berücksichtigung
der durch die gedrosselte Kurzschlussverbindung zum Rücklauf 30 über das Stromregelventil 2 der
Volumenstrom über
der Drehzahl auf niedrigerem Niveau eingeregelt wird.While in the embodiments according to 1 and 2 via the bypass circuit between the pressure side of the pump 1 , symbolized by the pressure-side working chamber connection 15 , and between the pressure side of the pump 1 and the consumer 34 lying, as a spring chamber 31 used and via the second control piston 24 of the spool 22 volume-variable space the desired reduction of the volume flow V. is realized over the speed n at higher speeds, is in the embodiment according to 3 a more direct way chosen, namely the opening of a Abströmweges from the second pressure chamber 9 on the return 30 depending on the adjustment of the Kurvenrin ges 7 , The spring support 18 forming element is this in the initial position of the cam ring 7 at maximum delivery volume corresponding position in coverage to an overflow 58 that with the return 30 is connected and when relocating the cam ring 7 in the direction corresponding to the reduction of the delivery volume and corresponding displacement of the spring support 18 is increasingly released, so that a pressure drop in the second pressure chamber 9 results. This in turn has an adjustment of the cam ring 7 in the direction of a reduction of the production volume, as in 4 through the section 48 illustrated, after reaching the constructively predetermined maximum opening cross section of the overflow 58 the section 49 followed, taking into account by the throttled short-circuit connection to the return 30 via the flow control valve 2 the volume flow over the speed is adjusted at a lower level.
Der
Querschnitt der Überströmöffnung 58 ist, wie
in der Zeichnung schematisiert angedeutet, bevorzugt so gestaltet,
dass er sich mit zunehmender Durchbiegung der Federabstützung 18 progressiv
erweitert, beispielsweise durch eine im Querschnitt dreiecksförmige Gestaltung
der Überströmöffnung 58.
Auch bei einer Ausgestaltung gemäß 3 lässt sich
eine über
ein Steuerglied 54 gemäß 2 realisierte
Lösung
mit Vorteil einsetzen. Ferner ist auch bei dieser Lösung ein
unterschiedlicher Druckaufbau in den Teilräumen 19 und 20 des
Druckraumes 9 zur zusätzlichen
Veränderung
der Regelcharakteristik zu nutzen.The cross section of the overflow opening 58 is, as indicated schematically in the drawing, preferably designed so that it with increasing deflection of the spring support 18 progressively extended, for example, by a cross-sectionally triangular design of the overflow 58 , Also in an embodiment according to 3 leaves one over a control link 54 according to 2 implement realized solution with advantage. Furthermore, even with this solution, a different pressure build-up in the subspaces 19 and 20 the pressure chamber 9 to use for additional change of the control characteristic.
Erläutert ist
die Erfindung vorstehend in Verbindung mit einer Pumpengestaltung,
bei der der Kurvenring 7 auf seine Stellung maximalen Fördervolumens über den
Biegebalken als Federelement 18 belastet ist. Im Rahmen
der Erfindung liegen auch Ausgestaltungen von Flügelzellenpumpen, bei denen der
Kurvenring beid seitig federbeaufschlagt ist. Dies gegebenenfalls
unter Ausbildung der beidseitigen Federabstützungen als Biegebalken, die
dann erfindungsgemäß, wie anhand
der 1 bis 3 erläutert, auch als Steuerelemente
eingesetzt werden können.The invention is explained above in connection with a pump design in which the cam ring 7 on its position maximum delivery volume on the bending beam as a spring element 18 is charged. In the context of the invention are also embodiments of vane pumps, in which the cam ring is spring loaded on both sides. This optionally with the formation of the two-sided spring supports as a bending beam, which then according to the invention, as shown in the 1 to 3 can also be used as controls.