DE19623169A1

DE19623169A1 - Vane pump with rotor

Info

Publication number: DE19623169A1
Application number: DE1996123169
Authority: DE
Inventors: Thomas Dr Nied-Menninger
Original assignee: LuK Fahrzeug Hydraulik GmbH and Co KG
Current assignee: LuK Fahrzeug Hydraulik GmbH and Co KG
Priority date: 1996-05-30
Filing date: 1996-05-30
Publication date: 1997-12-04

Abstract

The pump (10) comprises a rotor (16) with vanes (20) which are movable on the inner contour of the stroke ring. The stroke ring is located in the pump housing. The stroke ring has a symmetrical double contour and two diametrically opposite pump chambers (24,26). The pump chambers can be switched over between a parallel feed operation and an in-series feed operation by means of a switch (54). The switch is bistable and may be switched over from a specific position in the parallel feed operation to a specific position in the in-series feed operation.

Description

Die Erfindung betrifft eine Flügelzellenpumpe mit ei nem Rotor, der radial bewegliche Flügel aufweist, die an der Innenkontur eines in einem Pumpengehäuse ange ordneten Hubrings entlang bewegbar sind, wobei der Hubring eine symmetrische doppelte Hubkontur und zwei diametral gegenüberliegende Pumpenräume aufweist.The invention relates to a vane pump with egg A rotor that has radially movable blades that attached to the inner contour of a in a pump housing arranged lifting rings are movable along, the Hubring a symmetrical double stroke contour and two has diametrically opposite pump chambers.

Flügelzellenpumpen der eingangs genannten Art sind bekannt. Bei Rotation des Rotors werden die Flügel durch die auftretende Fliehkraft und zusätzlich durch ein Federelement und/oder einen unter die Flügel ge leiteten, von dem gepumpten Medium ausgehenden Druck an der Ringkontur entlanggeführt. Hierdurch kommt es zu der allgemein bekannten Funktion des Ansaugens und Ausstoßens eines beliebigen Mediums. Bei den bekann ten doppelhübigen Flügelzellenpumpen weist die Innen kontur des Hubrings für jeden der zwei diametral ge genüberliegenden Pumpenräume einen Saugbereich und einen Druckbereich auf, die jeweils durch einen Trennbereich voneinander getrennt sind. Die Saugbe reiche stehen jeweils mit einem Saugeinlaß und die Druckbereiche mit einem Druckauslaß in Verbindung. Die Saugeinlässe sind mit einem Sauganschluß und die Druckauslässe mit einem Druckanschluß der Flügel zellenpumpe verbunden.Vane pumps of the type mentioned are known. When the rotor rotates, the blades become by the centrifugal force that occurs and additionally by a spring element and / or ge under the wing conducted pressure from the pumped medium guided along the ring contour. This is where it comes from to the well-known function of suction and Eject any media. With the known The double-vane pumps have the inside contour of the cam ring for each of the two diametrically opposite pump rooms a suction area and a print area, each by a Separation area are separated from each other. The Saugbe rich are each with a suction inlet and the Pressure areas in connection with a pressure outlet. The suction inlets are with a suction connection and Pressure outlets with a pressure connection of the wing cell pump connected.

Aus der EP 0 384 335 B1 ist beispielsweise eine der artige Flügelzellenpumpe bekannt, bei der die Saug einlässe mit einem gemeinsamen Sauganschluß und die Druckauslässe mit jeweils getrennten Druckanschlüssen der Flügelzellenpumpe verbunden sind. Somit kann mit tels dieser bekannten Flügelzellenpumpe die Auftei lung eines zu fördernden Fluids auf zwei getrennte Volumenströme erfolgen.From EP 0 384 335 B1, for example, one of the Known vane pump known in which the suction inlets with a common suction connection and the Pressure outlets with separate pressure connections the vane pump are connected. Thus, with means this known vane pump the Auftei a fluid to be pumped on two separate Volume flows take place.

Ferner sind sogenannte mehrflutige Pumpen bekannt, bei denen die Saugeinlässe mit einem gemeinsamen Sauganschluß der Pumpe versehen sind und die Druck auslässe wahlweise einzeln oder gemeinsam auf einen Druckanschluß der Pumpe geschaltet werden können. Bei diesen mehrflutigen Pumpen ist nachteilig, daß durch das Wegschalten eines Pumpenraums der Rotor und die Rotorwelle mit einer relativ großen Radialkraft be aufschlagt werden, die durch aufwendige technische Maßnahmen kompensiert werden muß.So-called multi-flow pumps are also known, where the suction inlets share a common The suction connection of the pump is provided and the pressure outlets either individually or together on one Pressure connection of the pump can be switched. At this multi-flow pumps is disadvantageous in that the switching off of a pump room the rotor and the Be rotor shaft with a relatively large radial force be hit by elaborate technical Measures must be compensated.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flü gelzellenpumpe der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die einfach aufgebaut ist und bei der ein Förder volumen variiert werden kann.The invention has for its object a Flü to create gel cell pump of the generic type, which is simply structured and in which a funding volume can be varied.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Flügel zellenpumpe mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, daß die Pumpenräume von einem paral lelen Förderbetrieb in einen seriellen Förderbetrieb und umgekehrt umschaltbar sind, läßt sich in einfa cher Weise ein Fördervolumen der Flügelzellenpumpe variieren. Je nach gefordertem Fördervolumen kann die Flügelzellenpumpe im parallelen Förderbetrieb oder im seriellen Förderbetrieb betrieben werden. Beim paral lelen Förderbetrieb wird in an sich bekannter Weise das Fördervolumen jeder der beiden Pumpenkammern zu einem gemeinsamen Druckanschluß der Flügelzellenpumpe geführt. Durch Umschalten der Flügelzellenpumpe in den seriellen Förderbetrieb wird das Fördervolumen der ersten Pumpenkammer in die zweite Pumpenkammer geleitet und von dieser dem Druckanschluß der Flügel zellenpumpe zugeführt. Durch den Druckaufbau in der ersten Pumpenkammer wird somit quasi die zweite Pumpenkammer aufgeladen, so daß sehr vorteilhaft er reicht wird, daß zwar das Gesamtfördervolumen redu ziert ist, daß aber die auf den Rotor und dessen Lagerung einwirkenden Radialkräfte ausgeglichen be ziehungsweise reduziert werden.According to the invention, this task is performed by a wing Cell pump with the features mentioned in claim 1 solved. The fact that the pump rooms of a paral lelen conveyor in a serial conveyor and vice versa are switchable, can be in simple cher way a delivery volume of the vane pump vary. Depending on the required funding volume, the Vane pump in parallel conveyor operation or in serial conveyor operation. At the par lelen funding operation is in a manner known per se the delivery volume of each of the two pump chambers a common pressure connection of the vane pump guided. By switching the vane pump in the serial funding operation is the funding volume the first pump chamber into the second pump chamber passed and from this the pressure connection of the wing cell pump supplied. By building up pressure in the the first pump chamber thus becomes the second Pump chamber charged, making it very beneficial is enough that the total funding volume redu is adorned, but that on the rotor and its Radial forces acting balanced be be reduced by the drawing.

Ferner läßt sich sehr vorteilhaft durch die Umschal tung der Flügelzellenpumpe von einem parallelen För derbetrieb in einen seriellen Förderbetrieb eine Ver lustreduktion erreichen, da sich der Anstieg des För dervolumenstroms über der Drehzahl des Rotors der Flügelzellenpumpe beim seriellen Betrieb flacher er gibt. Durch Umschalten der Flügelzellenpumpe in den seriellen Betrieb bei einer bestimmten Drehzahl des Rotors läßt sich somit ein gleicher Fördervolumen strom wie bei halber Drehzahl im parallelen Betrieb erreichen. Da bei vielen Anwendungsfällen der Flügel zellenpumpe, beispielsweise als Lenkhilfpumpe in Kraftfahrzeugen, eine genügend große Drehzahl, bei spielsweise bei einer schnellen Autobahnfahrt, sowie so zur Verfügung steht, kann durch Umschalten von dem parallelen in den seriellen Betrieb der Verlust der Flügelzellenpumpe gesenkt werden.Furthermore, the shawl can be very advantageous device of the vane pump from a parallel För operation in a serial conveyor operation a Ver achieve reduction in pleasure, since the increase in För the volume flow over the speed of the rotor Vane pump with flatter he serial operation gives. By switching the vane pump to serial operation at a certain speed of the Rotors can thus have the same delivery volume current as at half speed in parallel operation to reach. Because in many applications the wing cell pump, for example as a power steering pump in Motor vehicles, a sufficiently high speed, at for example on a fast freeway trip, as well so is available by switching from the parallel in serial operation the loss of Vane pump can be lowered.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den in den Unteransprüchen genannten Merk malen.Advantageous refinements of the invention result derive from the note mentioned in the subclaims to paint.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungs beispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher er läutert. Es zeigen:The invention is in one embodiment example with reference to the accompanying drawings purifies. Show it:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Flügelzellenpumpe in einem parallelen Förderbetrieb; Figure 1 is a schematic sectional view of a vane pump in a parallel conveyor operation.

Fig. 2 eine schematische Schnittansicht einer Flügelzellenpumpe in einem seriellen Förderbetrieb und Fig. 2 is a schematic sectional view of a vane pump in a serial conveyor and

Fig. 3 Förderstromkennlinien der in Fig. 1 und 2 gezeigten Flügelzellenpumpe. Fig. 3 flow characteristics of the vane pump shown in Figs. 1 and 2.

In der Fig. 1 ist ausschnittsweise eine Flügelzel lenpumpe 10 gezeigt. Die Flügelzellenpumpe 10 besitzt ein nicht dargestelltes Pumpengehäuse, in dem ein feststehender Hubring 12 angeordnet ist. Innerhalb des Hubrings 12 ist ein auf einer Antriebswelle 14 befestigter Rotor 16 angeordnet. Der Rotor 16 ist zentrisch zu dem Hubring 12 angeordnet. Der Rotor 16 weist radial verlaufende Schlitze 18 auf, in denen radial bewegliche Flügel 20 geführt sind. Im gezeig ten Beispiel besitzt der Rotor 16 insgesamt zehn Schlitze 18 mit darin gelagerten Flügeln 20, die in gleichmäßiger Teilung über den Umfang des Rotors 16 angeordnet sind. Nach weiteren - nicht dargestellten Ausführungsbeispielen - sind auch Flügelzellenpumpen mit weniger oder mehr Schlitzen 18 beziehungsweise Flügeln 20 möglich.In Fig. 1, a wing pump 10 is shown in sections. The vane pump 10 has a pump housing, not shown, in which a fixed cam ring 12 is arranged. A rotor 16 fastened to a drive shaft 14 is arranged within the cam ring 12 . The rotor 16 is arranged centrally to the cam ring 12 . The rotor 16 has radially extending slots 18 , in which radially movable vanes 20 are guided. In the example shown, the rotor 16 has a total of ten slots 18 with wings 20 mounted therein, which are arranged in a uniform division over the circumference of the rotor 16 . According to further exemplary embodiments (not shown), vane pumps with fewer or more slots 18 or vanes 20 are also possible.

Der Hubring 12 besitzt eine Innenkontur 22, die zwei diametral gegenüberliegende Pumpenräume 24 und 26 ausbildet. Die Pumpenräume 24 und 26 weisen jeweils einen mit einem Saugeinlaß 28 verbundenen Saugbereich 30 und einen mit einem Druckauslaß 32 verbundenen Druckbereich 34 auf. Zwischen den Saugbereichen 30 und den Druckbereichen 34 jedes Pumpenraums 24 und 26 ist ein Trennbereich 36 ausgebildet. Zwischen dem Druckbereich 34 des ersten Pumpenraums 24 und dem Saugbereich 30 des zweiten Pumpenraums 26 sowie dem Druckbereich 32 des zweiten Pumpenraums 26 und dem Saugbereich 30 des ersten Pumpenraums 24 ist jeweils ein weiterer Trennbereich 38 vorgesehen.The cam ring 12 has an inner contour 22 which forms two diametrically opposite pump chambers 24 and 26 . The pump chambers 24 and 26 each have a suction region 30 connected to a suction inlet 28 and a pressure region 34 connected to a pressure outlet 32 . A separation region 36 is formed between the suction regions 30 and the pressure regions 34 of each pump chamber 24 and 26 . A further separation region 38 is provided between the pressure region 34 of the first pump chamber 24 and the suction region 30 of the second pump chamber 26 and the pressure region 32 of the second pump chamber 26 and the suction region 30 of the first pump chamber 24 .

Die Saugeinlässe 28 sind über hier angedeutete Ver bindungen 40 beziehungsweise 42 mit einem Saugan schluß 44 der Flügelzellenpumpe 10 verbunden. Der Sauganschluß 44 kann mit einem hier angedeuteten Tank 46 in Verbindung stehen, der ein zu förderndes Fluid, beispielsweise ein Öl, enthält. Die Druckauslässe 32 sind über Verbindungen 48 beziehungsweise 50 mit einem Druckanschluß 52 der Flügelzellenpumpe 10 ver bunden. Der Druckanschluß 52 kann mit einem nicht dargestellten Verbraucher, beispielsweise einer Ser volenkung eines Kraftfahrzeuges, verbunden sein.The suction inlets 28 are connected via connections 40 and 42 indicated here with a suction connection 44 of the vane pump 10 . The suction connection 44 can be connected to a tank 46 indicated here, which contains a fluid to be pumped, for example an oil. The pressure outlets 32 are connected via connections 48 and 50 to a pressure connection 52 of the vane pump 10 . The pressure connection 52 can be connected to a consumer (not shown), for example a motor vehicle.

Die Verbindungen 42 und 48 sind über ein bistabiles Schaltmittel 54, beispielsweise ein als Magnetventil ausgebildetes Schaltventil 56, geführt. Das Schalt ventil 56 weist zwei Schaltstellungen auf, von denen in Fig. 1 eine erste Schaltstellung P gezeigt ist. In dieser ersten Schaltstellung P sind die Verbin dungen 42 und 48 auf Durchgang geschaltet, so daß diese auf direktem Wege mit dem Saugbereich 30 der zweiten Pumpenkammer 26 beziehungsweise dem Druck anschluß 52 der Flügelzellenpumpe 10 verbunden sind.The connections 42 and 48 are guided via a bistable switching means 54 , for example a switching valve 56 designed as a solenoid valve. The switching valve 56 has two switching positions, of which a first switching position P is shown in FIG. 1. In this first switch position P, the connec tions 42 and 48 are switched to passage, so that they are connected directly to the suction area 30 of the second pump chamber 26 or the pressure connection 52 of the vane pump 10 .

Das Schaltventil 56 kann in das nicht dargestellte Gehäuse der Flügelzellenpumpe 10 integriert sein. Die einzelnen Verbindungen 40, 42, 48 beziehungsweise 50 können durch in das Gehäuse eingebrachte Bohrungen, eingegossene Kanäle oder auf andere geeignete Weise ausgebildet sein.The switching valve 56 can be integrated in the housing of the vane pump 10 , not shown. The individual connections 40 , 42 , 48 and 50 can be formed by bores made in the housing, cast channels or in some other suitable way.

Die in Fig. 1 gezeigte Flügelzellenpumpe 10 zeigt folgende Funktion:
Während des Betriebs der Flügelzellenpumpe 10 wird der Rotor 16 über die Antriebswelle 12 in Rotation versetzt, so daß die Flügel 20 durch eine Fliehkraft und gegebenenfalls zusätzlich durch einen unter den Flügeln 20 in den Schlitzen 18 erzeugten Druck nach außen gedrückt und so an der Innenkontur 22 entlang bewegt werden. Durch die Ausbildung der Innenkontur 22 werden die Flügel 20 in den Saugbereichen 30 aus gefahren beziehungsweise in den Druckbereichen 34 eingefahren.The vane pump 10 shown in FIG. 1 has the following function:
During the operation of the vane pump 10 , the rotor 16 is set in rotation via the drive shaft 12 , so that the vanes 20 are pressed outwards by centrifugal force and possibly additionally by a pressure generated in the slots 18 under the vanes 20 and thus on the inner contour 22 are moved along. By forming the inner contour 22 , the vanes 20 are moved out in the suction areas 30 or retracted in the pressure areas 34 .

Durch das Ausfahren der Flügel 20 in den Saug bereichen 30 werden zwischen zwei aufeinanderfol genden Flügeln 20 jeweils Kammern mit veränderlichen Volumina ausgebildet. In den Saugbereichen 30 vergrö ßern sich die Volumina, so daß in bekannter Weise ein Fluid über die Verbindungen 40 und 42 durch die Saugeinlässe 28 angesaugt wird. In den Trennbereichen 36 bleibt das Volumen der Kammern im wesentlichen konstant, so daß das Fluid entsprechend der hier mit dem Pfeil 58 angegebenen Drehrichtung des Rotors 16 in Richtung der Druckbereiche 34 transportiert wird. In den Druckbereichen 34 verkleinert sich das Volumen der Kammern, so daß das Fluid unter einem Überdruck durch die Druckauslässe 32 in die Verbindungen 48 be ziehungsweise 50 und somit zum Druckanschluß 52 ge fördert wird.By extending the wings 20 in the suction areas 30 between two consecutive wings 20 chambers with variable volumes are formed. In the suction areas 30 , the volumes increase, so that a fluid is sucked in via the connections 40 and 42 through the suction inlets 28 in a known manner. In the separation areas 36 , the volume of the chambers remains essentially constant, so that the fluid is transported in the direction of the pressure areas 34 in accordance with the direction of rotation of the rotor 16 indicated here by the arrow 58 . In the pressure areas 34 , the volume of the chambers decreases, so that the fluid under an excess pressure through the pressure outlets 32 into the connections 48 or 50 and thus to the pressure connection 52 is promoted ge.

In der in Fig. 1 gezeigten Darstellung sind die Pumpenräume 24 und 26 parallel geschaltet, das heißt, in jeden der Pumpenräume 26 wird das Fluid über die Verbindungen 42 beziehungsweise 40 angesaugt und über die Verbindungen 48 und 50 zum Druckanschluß 52 gefördert. Die sich durch die zwei Pumpenräume 24 und 26 ergebenden Teilvolumenströme werden somit im Druckanschluß 52 der Flügelzellenpumpe vereinigt und bilden einen Gesamtvolumenstrom der Flügelzellenpumpe 10. In the illustration shown in FIG. 1, the pump spaces 24 and 26 are connected in parallel, that is, the fluid is sucked into each of the pump spaces 26 via the connections 42 and 40 and conveyed to the pressure connection 52 via the connections 48 and 50 . The partial volume flows resulting from the two pump chambers 24 and 26 are thus combined in the pressure connection 52 of the vane pump and form a total volume flow of the vane pump 10 .

Die Größe des Volumenstroms ist von der Drehzahl des Rotors 16 abhängig, wie anhand der Fig. 3 noch näher erläutert wird.The size of the volume flow depends on the speed of the rotor 16 , as will be explained in more detail with reference to FIG. 3.

In der Fig. 2 ist die Flügelzellenpumpe 10 in einem anderen Schaltzustand des Schaltmittels 54 gezeigt. Der Aufbau und die Grundfunktion der Flügelzellen pumpe 10 ist mit dem in Fig. 1 gezeigten Aufbau identisch, so daß insofern auf die vorhergehende Be schreibung verwiesen wird. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.In FIG. 2, the vane pump shown in another switching state of the switching means 54 10th The structure and basic function of the vane pump 10 is identical to the structure shown in Fig. 1, so that in this respect reference is made to the previous description. The same parts are provided with the same reference numerals.

Gegenüber der in Fig. 1 gezeigten Schaltstellung P für Parallelbetrieb befindet sich das Schaltventil 56 in der Fig. 2 in seiner zweiten Schaltstellung S für seriellen Betrieb. In dieser Schaltstellung ist die Verbindung 48 über eine Kurzschlußstrecke 60 inner halb des Schaltventils 56 mit der Verbindung 42 kurz geschlossen. Die Verbindung 42 ist in der Schalt stellung S des Schaltventils 56 aufgetrennt, so daß keine direkte Verbindung des Pumpenraumes 26 mit dem Sauganschluß 44 der Flügelzellenpumpe 10 besteht. Gleichzeitig wird die Verbindung 48 aufgetrennt, so daß der Pumpenraum 24 keine direkte Verbindung mehr mit dem Druckanschluß 52 der Flügelzellenpumpe 10 be sitzt.Compared to the switching position P shown in FIG. 1 for parallel operation, the switching valve 56 in FIG. 2 is in its second switching position S for serial operation. In this switching position, the connection 48 is short-circuited within a half of the switching valve 56 with the connection 42 via a short-circuit path 60 . The connection 42 is separated in the switching position S of the switching valve 56 , so that there is no direct connection between the pump chamber 26 and the suction port 44 of the vane pump 10 . At the same time, the connection 48 is broken so that the pump chamber 24 no longer has a direct connection to the pressure connection 52 of the vane pump 10 .

Durch die Schaltstellung S des Schaltventils 56 sind die Pumpenräume 24 und 26 in Reihe geschaltet. Dies bedeutet, der Druckbereich 34 des ersten Pumpenraums 24 ist über die Verbindung 48, die Kurzschlußstrecke 60 sowie über die Verbindung 42 mit dem Saugbereich 30 der zweiten Pumpenkammer 26 verbunden.Due to the switching position S of the switching valve 56 , the pump chambers 24 and 26 are connected in series. This means that the pressure region 34 of the first pump chamber 24 is connected to the suction region 30 of the second pump chamber 26 via the connection 48 , the short-circuit path 60 and also via the connection 42 .

Während des Betriebes der Flügelzellenpumpe 10 wird bei der in Fig. 2 gezeigten Schaltstellung S des Schaltventils 56 ein Fluid über die Verbindung 40 von dem Saugbereich 30 des ersten Pumpenraums 24 ange saugt und über die Verbindung 48, die Kurzschluß strecke 60 und die Verbindung 42 unter Überdruck dem Saugbereich 30 des zweiten Pumpenraums 26 zugeführt. Der Saugbereich 30 des zweiten Pumpenraums 26 wird somit quasi mit dem von dem ersten Pumpenraum 24 gelieferten Druck aufgeladen. In dem Saugbereich 30 des zweiten Pumpenraums 26 wird das bereits unter Druck stehende Fluid angesaugt und unter weiterer Drucksteigerung über den Druckbereich 34 an die Ver bindung 50 abgegeben, so daß das Fluid unter diesem Druck am Druckanschluß 52 der Flügelzellenpumpe 10 anliegt. Zwischen den Saugbereichen 30 und den Druck bereichen 34 jedes der Pumpenräume 24 beziehungsweise 26 entsteht näherungsweise die gleiche Druckdif ferenz, so daß beispielsweise im ersten Pumpenraum 24 eine Druckerhöhung von 0 auf 50 bar und im zweiten Pumpenraum 26 eine Druckerhöhung von 50 auf 100 bar erfolgt. Durch diese Reihenschaltung beziehungsweise serielle Schaltung der Pumpenräume 24 und 26 wird auch der geförderte Volumenstrom der Flügelzellen pumpe 10 bestimmt. Die Größe des Volumenstroms wird im übrigen durch die Drehzahl des Rotors 16, wie anhand der Fig. 3 gezeigt ist, bestimmt. During operation of the vane pump 10 in the switching position S of the switching valve 56 shown in FIG. 2, a fluid is sucked through the connection 40 from the suction region 30 of the first pump chamber 24 and via the connection 48 , the short-circuit section 60 and the connection 42 under Overpressure supplied to the suction area 30 of the second pump chamber 26 . The suction region 30 of the second pump chamber 26 is thus virtually charged with the pressure supplied by the first pump chamber 24 . In the suction region 30 of the second pump chamber 26 , the fluid which is already under pressure is sucked in and, with a further increase in pressure, is released to the connection 50 via the pressure region 34 , so that the fluid is present under this pressure at the pressure connection 52 of the vane pump 10 . Between the suction areas 30 and the pressure areas 34 of each of the pump chambers 24 and 26 approximately the same pressure difference arises, so that for example in the first pump chamber 24 a pressure increase from 0 to 50 bar and in the second pump chamber 26 a pressure increase from 50 to 100 bar. Through this series connection or serial connection of the pump chambers 24 and 26 , the volume flow of the vane pump 10 is also determined. The size of the volume flow is otherwise determined by the speed of the rotor 16 , as shown in FIG. 3.

Beim in Fig. 1 gezeigten parallelen Förderbetrieb der Pumpenräume 24 und 26 treten in beiden Pumpen gleichgroße Radialkräfte mit entgegengerichtetem Richtungsvektor auf, so daß die Flügelzellenpumpe 10 radialkraftfrei arbeitet.In the parallel conveying operation of the pump chambers 24 and 26 shown in FIG. 1, radial forces of the same magnitude occur in both pumps with the opposite direction vector so that the vane pump 10 operates without radial force.

Durch Umschalten in den in Fig. 2 gezeigten seriel len Förderbetrieb stellt sich in dem Pumpenraum 26 ein höherer Druck ein als im Pumpenraum 24, so daß vom Pumpenraum 26 Radialkräfte ausgehen, die von den im Pumpenraum 24 auftretenden, entgegengesetzt wir kenden Radialkräften nur teilweise kompensiert werden können. Somit arbeitet die Flügelzellenpumpe 10 im seriellen Förderbetrieb zwar nicht radialkraftfrei, jedoch ist die am Rotor 16 und der Antriebswelle 18 angreifende resultierende Radialkraft gegenüber einem mehrflutigen Betrieb, bei dem ein Pumpenraum komplett abgeschaltet wird, deutlich reduziert.By switching to the seriel len pumping operation shown in FIG. 2, a higher pressure is set in the pump chamber 26 than in the pump chamber 24 , so that radial forces emanate from the pump chamber 26 , which only partially compensate for the radial forces occurring in the pump chamber 24 can be. Thus, the vane pump 10 does not operate without radial force in the serial delivery mode, but the resulting radial force acting on the rotor 16 and the drive shaft 18 is significantly reduced compared to a multi-flow mode in which a pump chamber is completely switched off.

In der Fig. 3 sind die Förderstromkennlinien der Flügelzellenpumpe 10 sowohl für den Parallelbetrieb der Pumpenräume 24 und 26 gemäß Fig. 1 als auch für den seriellen Betrieb der Pumpenräume 24 und 26 gemäß Fig. 2 dargestellt. Es ist jeweils der Volumenstrom Q über die Drehzahl n des Rotors 16 dargestellt. Die Förderstromkennlinie gemäß Fig. 1 ist entsprechend der Schaltstellung des Magnetventils 56 mit P und die Förderstromkennlinie gemäß Fig. 2 dementsprechend mit S gekennzeichnet.In FIG. 3, the flow characteristics of the vane pump 10 are shown both for the parallel operation of the pump chambers 24 and 26 of FIG. 1 as well as for the serial operation of the pump chambers 24 and 26 of FIG. 2. The volume flow Q over the speed n of the rotor 16 is shown in each case. The flow characteristic according to Fig. 1, in accordance with the switching position of the solenoid valve 56 with P and the flow rate characteristic shown in FIG. 2 accordingly marked with S.

Beim Vergleich der Kennlinien wird deutlich, daß ein hier mit Q_SOLL bezeichneter Volumenstrom bei einer Parallelschaltung der Pumpenräume 24 und 26 zu einer Drehzahl n₁ des Rotors 16 erreicht wird. Der gleiche Volumenstrom Q_SOLL wird bei der seriellen Verschal tung der Pumpenräume 24 und 26 zu einer Drehzahl n₂ des Rotors 16 erreicht.When comparing the characteristic curves it is clear that a volume flow denoted here by Q _TARGET is achieved when the pump chambers 24 and 26 are connected in parallel to a speed n 1 of the rotor 16 . The same volume flow Q _TARGET is achieved with the serial connection of the pump chambers 24 and 26 to a speed n₂ of the rotor 16 .

Beim bestimmungsgemäßen Einsatz der Flügelzellenpumpe 10, beispielsweise bei einer Lenkhilfe bei Kraftfahr zeugen, wird der Rotor 16 mit einer Drehzahl n ange trieben, die von der Antriebsmaschine des Kraftfahr zeugs bereitgestellt wird. Hierzu ist die Flügelzel lenpumpe 10 beispielsweise mit einem freien Wellen ende einer Antriebswelle der Antriebsmaschine gekop pelt. Die Drehzahl der Antriebsmaschine und damit die des Rotors 16 liegt in vielen Betriebssituationen, beispielsweise bei einer schnellen Autobahnfahrt, in Bereichen, die weitaus größer ist als die zur Bereit stellung des gewünschten Volumenstroms Q_SOLL notwen digen Drehzahlen n₁ und auch n₂. Anhand der Kenn linien wird deutlich, daß in diesem Falle die Flügel zellenpumpe 10 entsprechend der großen Drehzahl n einen Volumenstrom bereitstellt, der weitaus größer ist als der benötigte Volumenstrom Q_SOLL. Es ist be kannt - in hier nicht näher zu betrachtender Weise - diesen Volumenstrom durch zusätzliche Maßnahmen, wie Stromregelventile, Booster-Verbindungen, Drosselstel len usw. abzuregeln.When the vane pump 10 is used as intended, for example with a steering aid in motor vehicles, the rotor 16 is driven at a speed n, which is provided by the engine of the motor vehicle. For this purpose, the vane pump 10 is for example with a free shaft end of a drive shaft of the drive unit Kopel. The speed of the prime mover and thus that of the rotor 16 is in many operating situations, for example when driving on a fast freeway, in areas which are far greater than the speeds n 1 and n 2 required to provide the desired volume flow Q _SOLL . Based on the characteristic lines it is clear that in this case the vane cell pump 10 provides a volume flow corresponding to the high speed n, which is far greater than the required volume flow Q _SHOULD . It is known - in a manner not to be considered in detail here - to regulate this volume flow by additional measures, such as flow control valves, booster connections, throttle positions, etc.

Anhand der Darstellung in Fig. 3 wird deutlich, daß bei einer tatsächlich auftretenden Drehzahl n₃ des Rotors 16 ein durch den Flächeninhalt des hier mit A bezeichneten Dreiecks, das von der Kennlinie P, einer dem Sollwert des Volumenstroms Q_SOLL entsprechenden Waagerechten und einer der Drehzahl n₃ entsprechenden Senkrechten eingeschlossen wird, repräsentierter Ver lust auftritt. Somit tritt im Parallelbetrieb der Pumpenräume 24 und 26, gemäß Fig. 1, ein relativ großer Verlust auf.Based on the representation in Fig. 3 it is clear that at a actually occurring speed of the rotor n₃ 16 a by the area of the triangle denoted here as A, that of the characteristic curve P, a the target value of the volume flow Q _SET corresponding horizontal and one of the speed n₃ corresponding vertical is included, represented Ver loss occurs. Thus, in parallel operation of the pump rooms 24 and 26 , as shown in FIG. 1, a relatively large loss occurs.

Durch Umschalten der Flügelzellenpumpe 10 in einen seriellen Förderbetrieb, wie dies in Fig. 2 darge stellt ist, wird das den Verlust repräsentierende Dreieck, hier mit B gekennzeichnet, von der Kennlinie S sowie der dem Volumenstrom Q_SOLL entsprechenden Waagerechten und der Drehzahl n₃ entsprechenden Senkrechten begrenzt. Anhand der Darstellung wird oh ne weiteres deutlich, daß durch Umschalten der Flü gelzellenpumpe 10 vom Parallelbetrieb in den seriel len Betrieb eine erhebliche Verlustreduktion erziel bar ist. Ein Umschalten der Flügelzellenpumpe 10 kann beispielsweise drehzahlabhängig erfolgen, so daß bei einer Drehzahl des Rotors 16, die zwischen den Drehzahlen n₁ und n₂ liegt, die Flügelzellenpumpe 10 im Parallelbetrieb betrieben wird und bei einer Dreh zahl, die größer ist als die Drehzahl n₂ die Flügel zellenpumpe 10 im seriellen Betrieb betrieben werden kann.By switching the vane pump 10 in a serial conveyor operation, as shown in Fig. 2 Darge, the triangle representing the loss, here marked B, from the characteristic S and the volume flow Q _SOLL corresponding to the horizontal and the speed n₃ corresponding to the vertical limited. From the illustration it is clear oh ne further that a significant loss reduction can be achieved by switching the wing gel cell pump 10 from parallel operation to serial operation. Switching the vane pump 10 can be done, for example, depending on the speed, so that at a speed of the rotor 16 which is between the speeds n₁ and n₂, the vane pump 10 is operated in parallel and at a speed that is greater than the speed n₂, the wing Cell pump 10 can be operated in serial operation.

Nach allem wird klar, daß durch einen einfachen Auf bau der Flügelzellenpumpe 10 und eine einfach zu re alisierende Umschaltung der Pumpenräume 24 und 26 das Fördervolumen der Flügelzellenpumpe variiert werden kann und andererseits eine deutliche Verlustreduktion erzielbar ist.After all, it is clear that the delivery volume of the vane pump can be varied by a simple construction of the vane pump 10 and an easy-to-implement switchover of the pump chambers 24 and 26 and, on the other hand, a significant reduction in loss can be achieved.

Claims

1. Vane pump with a rotor which has radially movable vanes that are movable along the inner contour of a cam ring arranged in a pump housing, the cam ring having a symmetrical double stroke contour and two diametrically opposed pump chambers, each with a suction inlet related Saugbe rich and include a pressure outlet in connection with the pressure range, characterized in that the pump rooms ( 24 , 26 ) with the help of a switching means ( 54 ) can be switched from a parallel delivery mode to a serial delivery mode and vice versa.

2. Vane pump according to claim 1, characterized in that the switching means ( 54 ) is bistable out, which from a parallel Förderbe drive determining switching position (P) in a serial conveying operation determining switching position (S) and vice versa.

3. Vane pump according to one of the preceding claims, characterized in that the switching means ( 54 ) is a - preferably formed as a solenoid valve - switching valve ( 56 ).

4. Vane pump according to one of the preceding claims, characterized in that via the switching valve ( 56 ) in the switching position (P) a connection between the pressure region ( 34 ) of the first pump chamber ( 24 ) and a pressure connection ( 52 ) of the vane pump ( 10 ) , and a connection between a suction connection ( 44 ) of the vane pump ( 10 ) and the suction area ( 30 ) of the second pump chamber ( 26 ) can be produced, at the same time, regardless of the switching valve ( 56 ), the suction area ( 30 ) of the first Pump chamber ( 24 ) with the suction port ( 44 ) and the pressure region ( 34 ) of the second pump chamber ( 26 ) is connected to the pressure port ( 52 ).

5. Vane pump according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure region ( 34 ) of the first pump chamber ( 24 ) with the suction region ( 30 ) of the second pump chamber ( 26 ) is connected via the switching valve ( 56 ) in the switching position (S) .

6. Vane pump according to claim 5, characterized in that the switching valve ( 56 ) has a short circuit path ( 60 ), which leads to the pressure region ( 34 ) connection ( 48 ) with a leading to the suction region ( 30 ) connection ( 42 ) shorts.

7. Vane pump according to one of the preceding claims, characterized in that the Schaltven valve ( 56 ) is integrated in the pump housing of the vane pump ( 10 ).

8. Vane pump according to one of the preceding Claims, characterized in that a shawl between the switching positions (P, S) speed depends on.