DE102024101026A1

DE102024101026A1 - Device for controlling the delivery volume of a positive displacement pump, positive displacement pump and method for controlling the delivery volume of a positive displacement pump

Info

Publication number: DE102024101026A1
Application number: DE102024101026.6A
Authority: DE
Inventors: Egil Bjarkason; Martin Heilig
Original assignee: Pump Technology Solutions PS GmbH
Current assignee: Pump Technology Solutions PS GmbH
Priority date: 2024-01-15
Filing date: 2024-01-15
Publication date: 2025-07-17
Also published as: WO2025153430A1

Abstract

Eine Vorrichtung (7) zur Regelung des Fördervolumens einer Verdrängerpumpe (1), weist einen in einer Ausnehmung (9) verschieblichen Regelkolben (8) und einen Kurvenring (4) auf, über dessen Position das Fördervolumen der Verdrängerpumpe (1) einstellbar ist. In einer mit der Ausnehmung (9) verbundenen Leckageleitung (11) ist ein Druckschaltventil (12) angeordnet, das bei Überschreiten eines bestimmten, auf dasselbe wirkenden Drucks die Leckageleitung (11) schließt.
A device (7) for regulating the delivery volume of a positive displacement pump (1) comprises a control piston (8) displaceable in a recess (9) and a cam ring (4), via the position of which the delivery volume of the positive displacement pump (1) can be adjusted. A pressure switching valve (12) is arranged in a leakage line (11) connected to the recess (9). This pressure switching valve closes the leakage line (11) when a specific pressure acting on it is exceeded.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung des Fördervolumens einer Verdrängerpumpe, mit einem in einer Ausnehmung verschieblichen Regelkolben und mit einem Kurvenring, über dessen Position das Fördervolumen der Verdrängerpumpe einstellbar ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Verdrängerpumpe mit einem Sauganschluss und mit einem Druckanschluss sowie ein Verfahren zur Regelung des Fördervolumens einer Verdrängerpumpe.The invention relates to a device for regulating the delivery volume of a positive displacement pump, comprising a control piston movable in a recess and a cam ring, via whose position the delivery volume of the positive displacement pump can be adjusted. Furthermore, the invention relates to a positive displacement pump with a suction port and a pressure port, as well as a method for regulating the delivery volume of a positive displacement pump.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung und eine entsprechende Verdrängerpumpe sind aus der DE 10 2005 050 216 B4 bekannt.A generic device and a corresponding displacement pump are known from the DE 10 2005 050 216 B4 known.

Die DE 10 2005 016 181 A1 beschreibt eine weitere Regelvorrichtung für eine als Flügelzellenpumpe ausgebildete hydraulische Fördereinrichtung. The DE 10 2005 016 181 A1 describes a further control device for a hydraulic conveying device designed as a vane pump.

Ein Hydrauliksystem mit einer als Flügelzellenpumpe ausgebildeten Verdrängerpumpe ist beispielsweise aus der DE 10 2008 042 728 A1 bekannt.A hydraulic system with a displacement pump designed as a vane pump is known, for example, from DE 10 2008 042 728 A1 known.

Mit den gattungsgemäßen Vorrichtungen ist es möglich, das Fördervolumen der variabel regelbaren Verdrängerpumpen automatisch einzustellen. Hierzu weist die Vorrichtung einen drehbar bzw. verschieblich gelagerten Kurvenring sowie einen Regelkolben auf, der über einen Differenzdruck in einem Regeldruckraum und die Kraft einer meist innerhalb des Regeldruckraums angeordneten Feder in seiner Lage verschoben wird, so dass der erforderliche Pumpenhub eingestellt und das Fördervolumen der Verdrängerpumpe automatisch geregelt werden kann.These devices make it possible to automatically adjust the delivery volume of variable displacement pumps. For this purpose, the device comprises a rotatably or slidably mounted cam ring and a control piston, which is shifted in position by a differential pressure in a control pressure chamber and the force of a spring usually located within the control pressure chamber. This allows the required pump stroke to be set and the delivery volume of the displacement pump to be automatically controlled.

Mit den bekannten Vorrichtungen kann das Fördervolumen der Verdrängerpumpe allerdings nur auf einen festen Wert begrenzt werden.However, with the known devices, the delivery volume of the positive displacement pump can only be limited to a fixed value.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Regelung des Fördervolumens einer Verdrängerpumpe, eine Verdrängerpumpe sowie ein Verfahren zur Regelung des Fördervolumens einer solchen Verdrängerpumpe zu schaffen, mit denen das Fördervolumen der Verdrängerpumpe auf einfache Weise an die jeweilige Betriebssituation angepasst werden kann.It is therefore an object of the present invention to provide a device for controlling the delivery volume of a positive displacement pump, a positive displacement pump and a method for controlling the delivery volume of such a positive displacement pump, with which the delivery volume of the positive displacement pump can be easily adapted to the respective operating situation.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.According to the invention, this object is achieved by the features mentioned in claim 1.

Durch die erfindungsgemäße, mit der Ausnehmung verbundene Leckageleitung kann die Fördermenge bzw. das Fördervolumen der Verdrängerpumpe verringert werden, wodurch auch die Leistungsaufnahme der Verdrängerpumpe verringert wird, sodass auf diese Weise Energieeinsparungen erreicht werden können.By means of the leakage line according to the invention connected to the recess, the delivery rate or the delivery volume of the positive displacement pump can be reduced, which also reduces the power consumption of the positive displacement pump, so that energy savings can be achieved in this way.

Wenn jedoch eine bestimmte Leistung der Verdrängerpumpe gefordert ist und der hydraulische Druck innerhalb des Systems bzw. innerhalb der Verdrängerpumpe ansteigt, schließt das erfindungsgemäße, in der Leckageleitung angeordnete Druckschaltventil, so dass die Fördermenge der Verdrängerpumpe gegenüber dem Zustand, in dem die Leckageleitung geöffnet ist, erhöht wird. Durch eine entsprechende Auswahl des Druckschaltventils gibt dasselbe bei einem bestimmten, auf dasselbe wirkenden bzw. an demselben anstehenden Druck die Leckageleitung frei, ohne dass weitere Schritte zur Steuerung und/oder Regelung der Verdrängerpumpe erforderlich sind.However, if a specific performance of the positive displacement pump is required and the hydraulic pressure within the system or within the positive displacement pump increases, the pressure switching valve according to the invention, arranged in the leakage line, closes, so that the flow rate of the positive displacement pump is increased compared to the state in which the leakage line is open. By appropriately selecting the pressure switching valve, it releases the leakage line at a specific pressure acting on it or present at the same pressure, without the need for further steps to control and/or regulate the positive displacement pump.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung gewährleistet somit zum einen die volle Leistungsfähigkeit der Verdrängerpumpe und ermöglicht zum anderen, wenn eine geringere Leistung angefordert wird, die Einsparung von Energie.The device according to the invention thus ensures, on the one hand, the full performance of the positive displacement pump and, on the other hand, enables energy savings when a lower performance is required.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass die Absenkung der Fördermenge sowie die Erhöhung derselben bei Überschreiten eines bestimmten Drucks, also eine druckabhängige Regelung der Verdrängerpumpe, rein mechanisch realisiert werden kann und keine Steuerung über eine Elektronik oder ähnliches erforderlich ist. Dadurch weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine sehr geringe Komplexität auf, da lediglich eine von der Ausnehmung ausgehende bzw. mit der Ausnehmung verbundene Leckageleitung und ein in der Leckageleitung angeordnetes Druckschaltventil notwendig sind.A particular advantage of the inventive solution is that the reduction in the flow rate and the increase thereof when a certain pressure is exceeded, i.e., pressure-dependent control of the positive displacement pump, can be implemented purely mechanically and no control via electronics or the like is required. As a result, the device according to the invention is very low in complexity, since only a leakage line extending from or connected to the recess and a pressure switching valve arranged in the leakage line are required.

Um Verluste des Hydraulikmediums zu verhindern, kann in einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Leckageleitung als Rückführleitung zu einem Tank ausgebildet ist. Gleichzeitig stellt dies eine sehr einfache Konstruktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung dar.To prevent losses of the hydraulic medium, a very advantageous development of the invention provides for the leakage line to be designed as a return line to a tank. At the same time, this represents a very simple design for the device according to the invention.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann darin bestehen, dass in der Leckageleitung ein Verschließelement angeordnet ist. Ein solches, wahlweise geöffnetes oder verschlossenes Verschließelement in der Leckageleitung ermöglicht eine weitere Einflussnahme auf das Fördervolumen der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestatteten Verdrängerpumpe, indem die Leckageleitung freigegeben oder verschlossen werden kann.A further advantageous embodiment of the invention can consist in the provision of a closure element in the leakage line. Such a closure element, which can be opened or closed as desired, allows further influence on the delivery volume of the positive displacement pump equipped with the device according to the invention by opening or closing the leakage line.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform kann in diesem Zusammenhang darin bestehen, dass das Verschließelement bei Überschreiten einer bestimmten Drehzahl der Verdrängerpumpe die Leckageleitung freigibt. Dies ermöglicht eine Verringerung der Fördermenge bei ansteigender Drehzahl und somit, neben der oben beschriebenen druckabhängigen Regelung der Verdrängerpumpe, auch eine drehzahlabhängige Regelung derselben.A particularly advantageous embodiment in this context can be that the closing element is closed when a certain speed of the displacement pump is exceeded releases the leakage line. This allows a reduction in the flow rate with increasing speed and thus, in addition to the pressure-dependent control of the positive displacement pump described above, also a speed-dependent control of the same.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Öffnungszustand des Verschließelements mittels eines in Abhängigkeit der Drehzahl der Verdrängerpumpe beweglichen Bauteils der Verdrängerpumpe veränderbar ist. Dadurch kann auf sehr einfache Weise durch ein Bauteil der Verdrängerpumpe selbst das Verschließelement geschlossen bzw. geöffnet und somit die Fördermenge reduziert bzw. erhöht werden.It is particularly advantageous if the opening state of the closing element can be changed by means of a component of the positive displacement pump that is movable depending on the speed of the positive displacement pump. This allows the closing element to be opened or closed very easily using a component of the positive displacement pump itself, thus reducing or increasing the flow rate.

Eine Verdrängerpumpe mit einem Sauganschluss, einem Druckanschluss und mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in Anspruch 6 angegeben.A positive displacement pump with a suction connection, a pressure connection and with a device according to the invention is specified in claim 6.

Eine solche Verdrängerpumpe kann unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Beispiel in Kraftfahrzeugen als Lenkhilfpumpe eingesetzt werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht dabei die Einsparung von Energie insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten. Dabei ist, wie oben beschrieben, sichergestellt, dass jederzeit die volle Leistungsfähigkeit der Verdrängerpumpe abgerufen werden kann.Such a positive displacement pump can be used, for example, in motor vehicles as a power steering pump using the device according to the invention. The device according to the invention enables energy savings, particularly at high speeds. As described above, it ensures that the full performance of the positive displacement pump can be accessed at all times.

Insbesondere beim Einsatz in Kraftfahrzeugen hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Verdrängerpumpe als Flügelzellenpumpe ausgebildet ist.Especially when used in motor vehicles, it has proven advantageous if the positive displacement pump is designed as a vane pump.

Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass der Öffnungszustand des Verschließelements mittels des Kurvenrings veränderbar ist. Bei dieser Ausführungsform wird die Tatsache ausgenutzt, dass sich die Position des Kurvenrings bei höheren Drehzahlen der Verdrängerpumpe ändert. Es ist lediglich erforderlich, die Öffnung der Leckageleitung so anzuordnen, dass diese bei einer bestimmten Auslenkung des Kurvenrings freigegeben wird.Furthermore, it can be provided that the opening state of the closure element can be changed by means of the cam ring. This embodiment takes advantage of the fact that the position of the cam ring changes at higher speeds of the positive displacement pump. It is only necessary to arrange the opening of the leakage line so that it is released at a certain deflection of the cam ring.

Aus Anspruch 9 ergibt sich ein Verfahren zur Regelung des Fördervolumens einer Verdrängerpumpe.Claim 9 results in a method for controlling the delivery volume of a positive displacement pump.

Dabei wird über die Position des Kurvenrings das Fördervolumen der Verdrängerpumpe eingestellt. Ein in einer von dem Regelkolben ausgehenden Leckageleitung angeordnetes Druckschaltventil schließt bei Überschreiten eines bestimmten, auf dasselbe wirkenden Drucks die Leckageleitung.The displacement volume of the positive displacement pump is adjusted via the position of the cam ring. A pressure control valve located in a leakage line leading from the control piston closes the leakage line when a certain pressure acting on the valve is exceeded.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht auf sehr einfache Weise das Schließen des Druckschaltventils und somit das Schließen bzw. Blockieren der Leckageleitung bei Überschreiten eines bestimmten Systemdrucks. Dadurch ist gewährleistet, dass die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren betriebene Verdrängerpumpe jederzeit die gewünschte Leistung abgeben kann.The method according to the invention enables the pressure control valve to be closed very simply, thus closing or blocking the leakage line when a certain system pressure is exceeded. This ensures that the positive displacement pump operated with the method according to the invention can deliver the desired power at all times.

Eine zusätzliche Möglichkeit zur Steuerung des Fördervolumens der Verdrängerpumpe ergibt sich, wenn bei Überschreiten einer bestimmten Drehzahl der Verdrängerpumpe die Leckageleitung freigegeben wird.An additional possibility for controlling the displacement pump's delivery volume is provided by releasing the leakage line when a certain speed of the displacement pump is exceeded.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellt.An embodiment of the invention is shown in principle below with reference to the drawing.

Es zeigt:

1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Verdrängerpumpe mit einer an derselben angeordneten Vorrichtung zur Regelung des Fördervolumens derselben;
2 eine Kennlinie einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verdrängerpumpe; und
3 eine Kennlinie einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verdrängerpumpe.

It shows:

1 a section through a positive displacement pump according to the invention with a device arranged thereon for regulating the delivery volume thereof;
2 a characteristic curve of a first embodiment of the positive displacement pump according to the invention; and
3 a characteristic curve of a second embodiment of the positive displacement pump according to the invention.

1 zeigt eine in ihren Grundzügen zum Beispiel aus der DE 10 2008 042 728 A1 bekannte Verdrängerpumpe 1, die im vorliegenden Fall als Flügelzellenpumpe ausgebildet ist. Da der grundsätzliche Aufbau und die Funktionsweise der Verdrängerpumpe 1 demnach bekannt sind, werden sie hierin nicht ausführlich beschrieben. 1 shows a basic structure, for example, from the DE 10 2008 042 728 A1 known positive displacement pump 1, which in this case is designed as a vane pump. Since the basic structure and operation of the positive displacement pump 1 are known, they will not be described in detail here.

Die Verdrängerpumpe 1 weist einen Sauganschluss und einen Druckanschluss auf, die im vorliegenden Fall nicht bezeichnet sind, da deren Positionen für den Fachmann sehr einfach nachvollziehbar sind. Des Weiteren weist die Verdrängerpumpe 1 in an sich bekannter Weise ein Gehäuse 2, einen in dem Gehäuse 2 angeordneten Außenring 3, einen innerhalb des Außenrings 3 angeordneten, gegenüber dem Gehäuse 2 drehbar bzw. verschieblich gelagerten Kurvenring 4 und einen Rotor 5 auf, der auf einer zu dem Gehäuse 2 ortsfesten, als Antriebswelle ausgebildeten Drehachse 6 angebracht ist. Der Rotor 5 weist in an sich bekannter Weise eine Vielzahl von Flügeln 5a auf.The positive displacement pump 1 has a suction port and a pressure port, which are not designated in this case since their positions are very easy for a person skilled in the art to understand. Furthermore, the positive displacement pump 1 comprises, in a manner known per se, a housing 2, an outer ring 3 arranged in the housing 2, a cam ring 4 arranged within the outer ring 3 and mounted rotatably or displaceably relative to the housing 2, and a rotor 5 mounted on a rotational axis 6 designed as a drive shaft and stationary relative to the housing 2. The rotor 5 comprises, in a manner known per se, a plurality of vanes 5a.

Durch Verschiebung des Kurvenrings 4 innerhalb des Gehäuses 2 wird in an sich bekannter Weise das von der Verdrängerpumpe 1 geförderte Fördervolumen verändert. Da diese Änderung des Fördervolumens durch die Verschiebung des Kurvenrings 4 innerhalb des Gehäuses 2 ebenfalls an sich bekannt ist, wird hierin nicht näher darauf eingegangen.By displacing the cam ring 4 within the housing 2, the displacement volume delivered by the positive displacement pump 1 is changed in a manner known per se. Since this change in the displacement volume due to the displacement of the cam ring 4 within the housing 2 is also known per se, it will not be discussed in detail here.

Zur Regelung des Fördervolumens dient eine Vorrichtung 7, die einen Regelkolben 8 aufweist, der in einer mit „x“ bezeichneten Verschieberichtung innerhalb einer Ausnehmung 9 des Gehäuses 2 verschieblich gelagert ist. Des Weiteren weist die Vorrichtung 7 ein in einer Wirkrichtung „a“ des Regelkolbens 8 auf denselben wirkendes Federelement 10 auf. The delivery volume is controlled by a device 7 comprising a control piston 8, which is displaceably mounted within a recess 9 of the housing 2 in a displacement direction designated "x." Furthermore, the device 7 comprises a spring element 10 acting on the control piston 8 in an effective direction "a."

Die Position des Regelkolbens 8 innerhalb der Ausnehmung 9 bestimmt in an sich bekannter Weise den auf den Kurvenring 4 wirkenden Druck und verstellt somit die Position des Kurvenrings 4.The position of the control piston 8 within the recess 9 determines, in a manner known per se, the pressure acting on the cam ring 4 and thus adjusts the position of the cam ring 4.

Der Regelkolben 8 ist demnach gemäß dem Doppelpfeil „x“ innerhalb der Ausnehmung 9 in zwei Richtungen (hin und zurück) verschieblich gelagert. Die Wirkrichtung „a“ des Federelements 10 ist zwar parallel zu der Verschieberichtung x des Regelkolbens 8, aufgrund der Natur des Federelements 10, das nur in einer Richtung Kraft aufbringen kann, verläuft sie jedoch nur in einer Richtung.The control piston 8 is therefore mounted within the recess 9 for displacement in two directions (back and forth) as indicated by the double arrow "x." Although the effective direction "a" of the spring element 10 is parallel to the displacement direction x of the control piston 8, due to the nature of the spring element 10, which can only apply force in one direction, it only runs in one direction.

Die Vorrichtung 7 weist des Weiteren eine mit der Ausnehmung 9 verbundene Leckageleitung 11 und ein in der Leckageleitung 11 angeordnetes Druckschaltventil 12 auf. Durch die Leckageleitung 11 strömt ein Teil des über den Sauganschluss angesaugten Hydraulikmediums ab, so dass sich aufgrund der Leckageleitung 11 ein geringeres Fördervolumen der Verdrängerpumpe 1 einstellt. Die Leckageleitung 11 ist als Rückführleitung ausgebildet und zu einem Tank 13 geführt, so dass das über die Leckageleitung 11 abfließende Hydraulikmedium dem Kreislauf zurückgeführt wird.The device 7 further comprises a leakage line 11 connected to the recess 9 and a pressure control valve 12 arranged in the leakage line 11. A portion of the hydraulic medium sucked in via the suction port flows out through the leakage line 11, so that a lower delivery volume of the positive displacement pump 1 is achieved due to the leakage line 11. The leakage line 11 is designed as a return line and leads to a tank 13, so that the hydraulic medium flowing out via the leakage line 11 is returned to the circuit.

Allerdings ist das in der Leckageleitung 11 angeordnete Druckschaltventil 12 durch den Systemdruck der Verdrängerpumpe 1 beaufschlagt und das Druckschaltventil 12 ist so ausgebildet, dass es bei Überschreiten eines bestimmten, auf dasselbe wirkenden Drucks die Leckageleitung 11 schließt. Dadurch wird bei einem höheren Druck innerhalb der Verdrängerpumpe 1 die oben beschriebene Begrenzung des Fördervolumens der Verdrängerpumpe 1 aufgehoben. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass bei einer erhöhten Leistungsanforderung an die Verdrängerpumpe 1, die mit einem entsprechend höheren Druck einhergeht, das gewünschte Fördervolumen der Verdrängerpumpe 1 erreicht wird.However, the pressure switching valve 12 arranged in the leakage line 11 is acted upon by the system pressure of the positive displacement pump 1, and the pressure switching valve 12 is designed such that it closes the leakage line 11 when a certain pressure acting on it is exceeded. As a result, the above-described limitation of the displacement pump's delivery volume is lifted at a higher pressure within the displacement pump 1. This ensures that the desired delivery volume of the displacement pump 1 is achieved when the power requirement for the displacement pump 1 is increased, which is accompanied by a correspondingly higher pressure.

Des Weiteren ist in der Leckageleitung 11 ein beispielsweise als Blende ausgebildetes Verschließelement 14 angeordnet, das im vorliegenden Fall bei niedrigen Drehzahlen der Verdrängerpumpe 1 geschlossen ist und bei Überschreiten einer bestimmten Drehzahl der Verdrängerpumpe 1 die Leckageleitung 11 freigibt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Öffnungszustand des Verschließelements 14 mittels eines beweglichen Bauteils der Verdrängerpumpe 1, im vorliegenden Fall des Kurvenrings 4, veränderbar. Da, wie oben erläutert, der Kurvenring 4 bei einer höheren Drehzahl des Rotors 5 der Verdrängerpumpe 1 verschoben wird, kann durch eine entsprechende Anordnung der Leckageleitung 11 gegenüber dem Kurvenring 4 erreicht werden, dass bei einer gewünschten Drehzahl das Verschließelement 14 geöffnet wird, so dass in diesem Fall die Leckageleitung 11 freigegeben wird. Die relative Anordnung des Kurvenrings 4 gegenüber der Leckageleitung 11 ist im vorliegenden Fall nicht dargestellt.Furthermore, a closing element 14, designed for example as an orifice, is arranged in the leakage line 11, which in the present case is closed at low speeds of the positive displacement pump 1 and opens the leakage line 11 when a certain speed of the positive displacement pump 1 is exceeded. In the illustrated embodiment, the opening state of the closing element 14 can be changed by means of a movable component of the positive displacement pump 1, in the present case the cam ring 4. Since, as explained above, the cam ring 4 is displaced at a higher speed of the rotor 5 of the positive displacement pump 1, a corresponding arrangement of the leakage line 11 relative to the cam ring 4 can ensure that the closing element 14 is opened at a desired speed, so that in this case the leakage line 11 is opened. The relative arrangement of the cam ring 4 relative to the leakage line 11 is not shown in the present case.

Mit der oben beschriebenen Vorrichtung 7 kann ein Verfahren zur Regelung des Fördervolumens der Verdrängerpumpe 1 durchgeführt werden, bei dem das in der Leckageleitung 11 angeordnete Druckschaltventil 12 bei Überschreiten eines bestimmten, auf dasselbe wirkenden Drucks die Leckageleitung 11 schließt. Auf diese Weise ergibt sich eine druckabhängige Regelung der Verdrängerpumpe. Bei Vorhandensein des Verschließelements 14 kann dasselbe in Abhängigkeit der Drehzahl der Verdrängerpumpe 1 geöffnet werden, wodurch sich eine drehzahlabhängige Regelung der Verdrängerpumpe ergibt.With the device 7 described above, a method for regulating the delivery volume of the positive displacement pump 1 can be implemented, in which the pressure switching valve 12 arranged in the leakage line 11 closes the leakage line 11 when a certain pressure acting on it is exceeded. This results in pressure-dependent control of the positive displacement pump. If the closing element 14 is present, it can be opened depending on the speed of the positive displacement pump 1, resulting in speed-dependent control of the positive displacement pump.

In den 2 und 3 sind jeweilige Kennlinien zweier unterschiedlicher Verdrängerpumpen 1 dargestellt. Hierbei zeigt 2 die Kennlinie einer Verdrängerpumpe 1 ohne das Verschließelement 14 und 3 zeigt die Kennlinie einer Verdrängerpumpe 2 mit dem Verschließelement 14. Beide Verdrängerpumpen 1 weisen die Leckageleitung 11 und das in derselben angeordnete Druckschaltventil 12 auf.In the 2 and 3 The respective characteristic curves of two different positive displacement pumps 1 are shown. 2 the characteristic curve of a positive displacement pump 1 without the closing element 14 and 3 shows the characteristic curve of a positive displacement pump 2 with the closing element 14. Both positive displacement pumps 1 have the leakage line 11 and the pressure switching valve 12 arranged in the same.

In dem Diagramm gemäß 2 ist mit der Linie A die Fördermenge über der Drehzahl dargestellt, wenn keine Lenkunterstützung angefordert wird und die Leckageleitung 11 freigegeben ist; es handelt sich demnach um die minimale Fördermenge. Der Systemdruck ist in diesem Fall niedrig, beispielsweise unter 5 bar. Mit der Linie B ist die Fördermenge der Verdrängerpumpe 1 über der Drehzahl im Falle der Anforderung einer Lenkunterstützung dargestellt und es ist erkennbar, dass die Fördermenge bei einer bestimmten Drehzahl ansteigt. Die Erhöhung der Fördermenge ergibt sich hierbei durch den ansteigenden Druck an dem Druckschaltventil 12, wodurch dieses, wie oben beschrieben, die Leckageleitung 11 schließt. Es handelt sich dabei um die maximale Fördermenge bei einem hohen Systemdruck von beispielsweise > 5 bar.In the diagram according to 2 Line A shows the delivery rate versus speed when no steering assistance is requested and the leakage line 11 is open; this is therefore the minimum delivery rate. The system pressure is low in this case, for example below 5 bar. Line B shows the delivery rate of the positive displacement pump 1 versus speed when steering assistance is requested and it can be seen that the delivery rate increases at a certain speed. The increase in the delivery rate results from the increasing pressure at the pressure switching valve 12, which closes the leakage line 11 as described above. This is the maximum delivery rate at a high system pressure of, for example, > 5 bar.

In 3 ist, analog zu 2, mit der Linie A die Fördermenge über der Drehzahl dargestellt, wenn keine Lenkunterstützung angefordert wird und die Leckageleitung 11 freigegeben ist. Mit der Linie B ist wiederum die Fördermenge über der Drehzahl im Falle einer angeforderten Lenkunterstützung, d.h. bei höherem, auf das Druckschaltventil 12 wirkenden Druck dargestellt. Des Weiteren ist erkennbar, dass im Fall der Linie A, d.h. wenn keine Lenkunterstützung angefordert ist, im unteren, mit „C“ markierten Drehzahlbereich und im mittleren, mit „D“ markierten Drehzahlbereich die Fördermenge höher ist als im höheren, mit „E“ markierten Drehzahlbereich. Die Absenkung der Fördermenge im niedrigen Bereich des höheren, mit „E“ markierten Drehzahlbereichs ergibt sich durch die Verschiebung des Kurvenrings 4, der wie oben beschrieben das Verschließelement 14 öffnet und so die Leckageleitung 11 freigibt. Diese wird, analog zu 2, erst durch den erhöhten, auf das Druckschaltventil 12 wirkenden Druck, wodurch dieses, wie oben beschrieben, die Leckageleitung 11 schließt.In 3 is analogous to 2 , with line A showing the delivery rate versus speed when no steering assistance is requested and the leakage line 11 is released. Line B, in turn, shows the flow rate versus speed in the case of requested steering assistance, i.e., at a higher pressure acting on the pressure switching valve 12. Furthermore, it can be seen that in the case of line A, i.e., when no steering assistance is requested, the flow rate is higher in the lower speed range marked with "C" and in the middle speed range marked with "D" than in the higher speed range marked with "E". The reduction in the flow rate in the lower range of the higher speed range marked with "E" results from the displacement of the cam ring 4, which, as described above, opens the closing element 14 and thus releases the leakage line 11. This is, analogously to 2 , only due to the increased pressure acting on the pressure switching valve 12, whereby this, as described above, closes the leakage line 11.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10 2005 050 216 B4 [0002]
DE 10 2005 016 181 A1 [0003]
DE 10 2008 042 728 A1 [0004, 0027]

Claims

Device (7) for regulating the delivery volume of a positive displacement pump (1), with a control piston (8) which can be moved in a recess (9) and with a cam ring (4), via the position of which the delivery volume of the positive displacement pump (1) can be adjusted, characterized in that a pressure switching valve (12) is arranged in a leakage line (11) connected to the recess (9), which pressure switching valve closes the leakage line (11) when a certain pressure acting on it is exceeded.

Device (7) according to Claim 1 , characterized in that the leakage line (11) is designed as a return line to a tank (13).

Device (7) according to Claim 1 or 2 , characterized in that a closing element (14) is arranged in the leakage line (11).

Device (7) according to Claim 3 , characterized in that the closing element (14) releases the leakage line (11) when a certain speed of the positive displacement pump (1) is exceeded.

Device (7) according to Claim 4 , characterized in that the opening state of the closing element (14) can be changed by means of a movable component of the positive displacement pump (1).

Positive displacement pump (1) with a suction connection, a pressure connection and with a device (7) for regulating the delivery volume of the positive displacement pump (1) according to one of the Claims 1 until 5 .

Positive displacement pump (1) to Claim 6 , characterized in that the positive displacement pump (1) is designed as a vane pump.

Positive displacement pump (1) to Claim 7 with a device (7) according to Claim 5 , characterized in that the opening state of the closing element (14) can be changed by means of the cam ring (4).

Method for regulating the delivery volume of a positive displacement pump (1), in which the delivery volume of the positive displacement pump (1) is adjusted via the position of a cam ring (4), a control piston (8) being displaceably arranged in a recess (9), characterized in that a pressure switching valve (12) arranged in a leakage line (11) connected to the recess (9) closes the leakage line (11) when a certain pressure acting on it is exceeded.

Procedure according to Claim 9 , characterized in that when a certain speed of the displacement pump (1) is exceeded, the leakage line (11) is released.