DE3319000A1 - Drehkolbenpumpe - Google Patents

Description

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Patentanwälte.. ,·.." Eu?op%aa'Patent «£|Kjrneys 3319000

München ·>■ Stuttgart

24. Mai 1983

TRW ING.

23555 Euclid Avenue

Cleveland, Ohio 44117 /V.St.A.

Unser Zeichen: T 3620

Drehkolbenpumpe

Die Erfindung bezieht sich auf eine geräuschlos arbeitende Pumpenanordnung/ bei der sich das zu ihrem Antrieb erforderliche Drehmoment verringert, wenn eine vorbe™ stimmte Betriebsdrehzahl überschritten wird. 5

Bevor es zu der hier beschriebenen Erfindung kam, wurde der Vorschlag gemacht, zur Begrenzung der Strömungsmenge, mit der die Flüssigkeit in die Pumpe eintritt, die Größe des Einlasses einer Flügelpumpe zu reduzieren.

Eine Begrenzung der Einlaßströmungsmenge würde das zum Antrieb der Pumpe bei relativ hohen Drehzahlen erforderliche Drehmoment herabsetzen. Ferner wurde vorgeschlagen, die Flügel so anzubringen, daß eine Rückströmung des Strömungsmittels vom Pumpenauslaß in andere Pumpkammern als die am Pumpenauslaß befindliche Kammer verhindert wird. Bei einer solchen Anordnung ist jeder Flügel in einer Ausnehmung in einem Rotor angebracht.

Der Flügel wirkt dabei abdichtend sowohl mit der Hinterkante seiner Rotorausnehmung als auch mit einem den Rotor umgebenden Steuerring zusammen. Die Flügel blockieren dadurch eine Ruckströmung des Strömungsmittels vom Pumpenauslaß zu allen anderen Pumpkammern als der am Pumpenauslaß befindlichen Pumpkammer. Diese vorgeschlagene Pumpenkonstruktion enthält nicht mehrere Auslaßöffnungen oder von den Flügeln der Pumpe getrennte Rückschlagventile. Außerdem arbeitete diese vorge- · schlagene Pumpenkonstruktion geräuschvoll und ihr Strömungsmittelausgangsdruck war schwankend.

In der US-PS 3 790 307 ist eine Pumpe mit hohlen Kolben beschrieben, in denen Pumpkammern gebildet sind.

■^5 Die Pumpkammern bewegen sich längs einer kreisförmigen Bahn, die von einem Steuerring umgeben ist. In aufeinanderfolgenden Abschnitten ihrer Bewegung bewegen sich die Kammern an einer Reihe von Einlaßöffnungen und an einer Reihe von Auslaßöffnungen vorbei. Mehrere Rückschlagventile in den Auslaßöffnungen verhindern ein Strömen des Strömungsmittels vom Pumpenauslaß zurück in die Pumpkammern. Wenn der Strömungsmitteldruck in den Pumpkammern den Auslaßdruck überschreitet, öffnen sich die Rückschlagventile, so daß Strömungsmittel aus

ge den Kammern zum Pumpenauslaß strömt.

Die Erfindung betrifft eine Pumpenanordnung, bei der das zu ihrem Antrieb erforderliche Drehmoment kleiner wird, sobald eine vorbestimmte Betriebsdrehzahl ergg reicht worden ist, ohne daß die von der Pumpenanordnung abgegebene Strömungsmenge herabgesetzt wird. Durch Herabsetzen des bei relativ hohen Drehzahlen zum Antreiben der Pumpenanordnung erforderlichen Drehmoments können beträchtliche Energieeinsparungen erhalten wer^den·

Die Pumpenanordnung ist eine Flügelpumpe; sie enthält einen Rotor, in dem Pumpelemente, d.h. Flügel, ange-

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bracht sind. Die Pumpelemente wirken auf eine Innenfläche eines Steuerrings ein. Zur Reduzierung des Drehmoments weist die Pumpenanordnung eine Strömungsmitteleinlaß-Öffnung auf, die nach Überschreiten einer vorbestimmten Pumpenbetriebsdrehzahl die Flüssigkeitsströmung in die Pumpkammern der Pumpenanordnung beschränkt. Bei relativ hohen Betriebsdrehzahlen wird daher jede Pumpkammer nur teilweise mit Flüssigkeit gefüllt.

Wenn sich eine Pumpkammer längs eines Auslaßbogens bewegt, wird ihre Größe mit konstanter Geschwindigkeit reduziert, und der Strömungsmitteldruck in der Pumpkammer wird vergrößert. Längs des Auslaßbogens sind mehrere Auslaßöffnungen angeordnet. Jeder der Auslaßöffnungen ist ein Rückschlagventil zugeordnet. Jedes Rückschlagventil blockiert den Strömungsmittelabfluß aus einer Pumpkammer, bis der Strömungsmitteldruck in der Kammer wenigstens so groß wie der Druck ist, mit dem das Strömungsmittel von der Pumpenanordnung abgegeben wird. Die Rückschlagventile bewirken somit eine Minimalisierung des schädlichen Rückflusses und nachteiliger Stoßwellen in den Pumpkammern, was eine Reduzierung der während des Betriebs der Pumpenanordnung erzeugten Geräusche ergibt.

Die Rückschlagventile können federnd auslenkbare Federfinger sein. Die Federfinger sind vom Pumpenauslaßdruck, der auf ihre Außenflächen einwirkt, in eine geschlossene Position vorgespannt. Die Innenflächen der Federfinger werden der Reihe nach der in jedem der Pumpkammern herrschenden Strömungsmitteldruck ausgesetzt. Wenn der Strömungsmitteldruck in einer Pumpkammer den Pumpenauslaßdruck überschreitet, wird ein Federfinger von einem geschlossenen Zustand in einen offenen Zustand bewegt.

Ein glatter ruhiger Abfluß des Strömungsmittels aus der Pumpenanordnung wird dadurch gefördert, daß der

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Steuerring mit einem Auslaßbogen versehen wird, dessen Radius konstant kleiner wird. Dies führt dazu, daß sich jedes Pumpelement bei jeder bogenförmigen Teilbewegung eines Pumpelements längs des Auslaßbogens um die gleiehe Teilstrecke radial nach innen bewegt. Bei jeder bogenförmigen Teilbewegung einer Kammer längs des Auslaßbogens nimmt daher die Größe der Pumpkammer um den gleichen Betrag ab. Ein Lager für den Rotor der Pumpenanordnung wird durch ein Strömungsmittel geschmiert,

-J^q das aus den Pumpkammern zu dem Lager längs eines Strömungswegs geleitet wird, der einen zwischen einem Endabschnitt der Pumpe und dem Rotor gebildeten Durchgang enthält. Mit Hilfe der Erfindung soll somit eine Drehkolbenpumpe geschaffen werden, bei der nach überschrei-

,r ten einer vorbestimmten Pumpenbetriebsdrehzahl das zu ihrem Antrieb erforderliche Drehmoment ohne Verringerung der Menge des von ihr abgegebenen Strömungsmittels und ohne Erzeugung übermäßigen Lärms herabgesetzt wird.

2Q Die mit Hilfe der Erfindung zu schaffende Drehkolbenpumpe soll mehrere elastisch verformbare Federfingerventile aufweisen, die mit einem Auslaßbogen in Strömungsmittelverbindung stehen und gegen einen geschlossenen Zustand vorgespannt sind, so daß die Ventile ge-

2g schlossen gehalten werden, bis der von einer Pumpkammer zu einem Ventil geleitete Strömungsmitteldruck zur Überwindung des Einflusses der Vorspannungskräfte ausreicht. Die mit Hilfe der Erfindung zu schaffende Drehkolbenpumpe weist eine kreisförmige Anordnung von Pumpkammern

3Q auf, die durch Zusammenwirkung zwischen an einem Rotor angebrachten Pumpelernenten, einem Steuerring und angrenzend an die gegenüberliegenden axialen Enden des Rotors angeordneten Endabschnitten gebildet sind; ferner weist die Drehkolbenpumpe ein Rotortraglager auf, das

gg durch ein Strömungsmittel geschmiert wird, das ihm aus den Pumpkammern über einen Weg zugeleitet wird, der einen zwischen dem Rotor und einem der Endabschnitte gebildeten Durchgang enthält.

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Die nach der Erfindung ausgebildete Drehkolbenpumpe enthält eine kreisförmige Anordnung aus Pumpkammern, die zumindest teilweise durch die Zusammenwirkung zwischen einem Steuerring und mehreren Pumpelementen gebildet sind, wobei der Steuerring einen Auslaßbogen aufweist, der die Pumpkammergröße während der Bewegung einer Pumpkammer längs des Auslaßbogens in einem konstanten Ausmaß verringert.

jQ Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Es zeigen:

Fig„ 1 eine schematische Darstellung einer Pumpenanordnung nach der Erfindung,

Fig. 2 ein Diagramm zur Erläuterung typischer Kurven,

die die Abhängigkeit zwischen der Strömungsmenge und der Drehzahl sowie zwischen dem Drehmoment und der Drehzahl bei einer Pumpenanordnung auf-2Q zeigen, die ebenso aufgebaut ist, wie in Fig. 1

dargestellt ist,

Fig. 3 ein Diagramm zur Erläuterung einer typischen Beziehung zwischen dem Strömungsmitteldruck in ok einer Pumpkammer und der Position der Pumpkammer

längs eines Auslaßbogens für eine Pumpenanordnung, die ebenso aufgebaut ist, wie in Fig. 1 dargestellt ist,

QQ Fig. 4 einen Schnitt einer besonders bevorzugten Ausführungsform einer Pumpenanordnung nach der Erfindung,

Fig. 5 einen vergrößerten Teilschnitt eines Abschnitts der Pumpenanordnung von Fig. 4 zur Veranschau

lichung von Einlassen, durch die Strömungsmittel aus einem Vorratsbehälter in Pumpkammern geleitet wird, wenn sich diese längs eines Einlaßbogens

bewegen,

Fig. 6 eine Draufsicht längs der Linie 6-6 von Fig. 5 zur Veranschaulichung einer inneren Endplatte, die Öffnungen aufweist, durch die Strömungsmittel

in die Pumpkammern strömt,

Fig. 7 einen Teilschnitt eines Abschnitts der Pumpenanordnung von Fig. 4 zur Veranschaulichung wei-2Q terer Einlasse, durch die Strömungsmittel aus

einem Vorratsbehälter in die Pumpkammern geleitet wird, wenn sich diese längs des Einlaßbogens bewegen,

2g Fig. 8 eine Draufsicht längs der Linie 8-8 von Fig. 7 zur Veranschaulichung einer äußeren Endplatte mit Öffnungen, durch die Strömungsmittel in die Pumpkammern s trömt,

2Q Fig. 9 eine vergrößerte Teilansicht eines Abschnitts

der äußeren Endplatte von Fig. 8 zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen Einlassen, durch die Strömungsmittel in Pumpkammern strömt, wenn sich diese längs des Einlaßbogens bewegen, und Auslassen, durch die Strömungsmittel aus den

Pumpkammern ausströmt, wenn sich diese längs eines Auslaßbogens bewegen,

Fig.10 einen vergrößerten Teilschnitt längs der Linie QQ 10-10 von Fig. 9 zur Veranschaulichung des Auf-

baus einer von mehreren Öffnungen an einem Strömungsmitteleinlaß ,

Fig.11 einen Teilschnitt längs der Linie 11-11 von gg Fig. 9 zur Veranschaulichung des Aufbaus einer

weiteren Öffnung an einem Strömungsmitteleinlaß,

Fig.12 einen vergrößerten Teilschnitt zur Veranschau-

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lichung der Beziehung zwischen einem Steuerring,

einem Rotor, Pumpelementen sowie einer äußeren Endplatte der Pumpenanordnung von Fig„ 4_P

Fig. 13 eine Draufsicht längs der Linie 13-13 von Fig«, 7

zur Veranschaulichung der Ausgestaltung länglicher Auslaßvertiefungen in den äußeren Endplatten, wobei zur Verdeutlichung der Darstellung Strömungssteuerventile entfernt sind,

•Fig.14 eine Draufsicht längs der Linie 14-14 von Fig. 7

zur Veranschaulichung der StrömungsSteuerventile,

Fig.15 einen Teilschnitt längs der Linie 15-15 von Fig. 14 zur Veranschaulichung der Beziehung zwi

schen einem Strömungssteuerventil und einem Auslaß, wobei das Strömungssteuerventil in einem geschlossenen Zustand dargestellt ist, in dem es die Flüssigkeitsströmung durch den Auslaß blockiert

Fig.16 einen allgemein Fig. 15 gleichenden Teilschnitt

zur Veranschaulichung des StrömungsSteuerventils in einem offenen Zustand, in dem Strömungsmittel durch den Auslaß strömen kann, und

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Fig.17 einen Teilschnitt eines Abschnitts einer zweiten

Ausfuhrungsform der Erfindung»

Allgemeine Beschreibung

Eine nach der Erfindung ausgebildete Pumpenanordnung 20 ist in Fig. 1 schematisch dargestellt. Das zum Antreiben der Pumpenanordnung 20 notwendige Drehmoment wird herabgesetzt, wenn ihre Betriebsdrehzahl einen vorbestimmten Wert überschreitet. Sobald die vorbestimmte Be.triebsdrehzahl überschritten wird, bleibt die von der Pumpenanordnung 20 abgegebene Fördermenge im wesentlichen konstant, auch wenn das zu ihrem Antrieb erforder-

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liehe Drehmoment reduziert wird. Dies wird dadurch erreicht, daß das Volumen der von der Pumpenanordnung 20 bei jeder Umdrehung oder jedem Betriebszyklus abgegebenen Flüssigkeit verringert wird, wenn die Pumpenbetriebsdrehzahl zunimmt.

Die Pumpenanordnung 20 enthält einen Steuerring 22 mit einer radial inneren Umfangsflache 24, die zwei diametral gegenüberliegende Einlaßbogenstücke 26 und 28 festlegt.

-^q Die umfangsf lache 24 des Steuerrings legt auch zwei diametral gegenüberliegende Auslaßbogenstücke 30 und 32 fest, die wesentlich langer als die Einlaßbogenstücke 26 und 28 sind. Dichtbogenstücke 36 und 38 mit konstantem Radius befinden sich zwischen dem Auslaßbogenstück 5 30 und dem Einlaßbogenstück 28 bzw. zwischen dem Aus— laßbogenstück 32 und dem Einlaßbogenstück 26. Außerdem ergeben übergangsbogenstücke 40, 42, 44 und 46 in bekannter Weise jeweils übergänge zwischen den verschiedenen Bogenstücken des Steuerrings.

Innerhalb des Steuerrings 22 ist ein von diesem umgebener zylindrischer Rotor 50 angeordnet. Als Pumpelemente wirkende Flügel 54, 56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70 und 72 sind verschiebbar im Rotor 50 gelagert; sie wer-

2g den radial nach außen in einen Dichteingriff mit der inneren Umfangsflache 24 des Steuerrings 22 gedrückt. Die Flügel 54 bis 72 arbeiten mit dem Steuerring 22 und den (nicht dargestellten) Endplatten der Pumpenanordnung so zusammen, daß sie eine kreisförmige Anordnung

QQ bogenförmig verlaufender Pumpkammern 76, 78, 80, 82, 84, 86, 88, 90, 92 und 94 bilden. Die Pumpkammern 76 bis 94 enthalten Flüssigkeit und/oder Luft, und sie werden längs einer kreisförmigen Bahn bewegt, wenn der Rotor durch Drehen einer Antriebswelle 100 in einer durch den Pfeil 98 von Fig. 1 angegebenen Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird.

Während der Drehung des Rotors 50 wird den Einlaßbogen-

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stücken 26 und 28 über Leitungen 102 und 104 Flüssigkeit zugeführt. Wenn sich jede der Purapkaitutiern 76 bis 94 längs eines der Einlaßbogenstücke 26 und 28 bewegt,, bewegen sich die die Kammer begrenzenden Flügel radial nach außen, und die Kammer dehnt sich unter Reduzierung des in ihr vorherrschenden Drucks aus. Aufgrund der Druckverringerung wird Flüssigkeit aus einer der Leitungen 102 und 104 in die Pumpkammer gezogen»

0 Wenn sich jede Pumpkammer längs ihrer kreisförmigen Bahn innerhalb des Steuerrings 22 weiterbewegt, gelangt die Kammer nacheinander von einem der relativ kurzen Einlaßbogenstücke 26 und 28 zu einem der relativ langen Auslaßbogenstücke 30 und 32. Wenn sich die Pumpkammer längs des Auslaßbogenstücks 30 oder 32 bewegt, werden die die Kammer begrenzenden Flügel radial nach innen gedrückt, und die Kammer zieht sich in konstantem Ausmaß unter Vergrößerung des in ihr herrschenden Drucks zusammen. Der Druckanstieg drückt Flüssigkeit aus der Pumpkammer in eine oder mehrere einer Reihe von (unbezifferten) Auslaßleitungen, wie unten noch genauer beschrieben wird. Während des Betriebs der Pumpenanordnung 20 nimmt das zu ihrem Antrieb erforderliche Drehmoment ab, wenn die Betriebsdrehzahl über einen vorbestimmten Wert ansteigt. Das Drehmoment hängt vom Produkt aus dem Strömungsmitteldruck und dem von der Pumpenanordnung 20 bei jeder Umdrehung des Rotors 50 abgegebenen Strömungsmittelvolumen ab. Normalerweise bleibt das bei jeder Umdrehung des Rotors !-abgegebene Strömungsmittelvolumen konstant, und auch das Drehmoment bleibt ungeachtet einer ansteigenden Drehzahl konstant. Die erforderliche Herabsetzung des Drehmoments zum Betreiben der Pumpenanordnung 20 mit einer über einen vorbestimmten Wert ansteigenden Drehzahl wird dadurch erreicht, daß das bei jeder Umdrehung des Rotors 50 abgegebene Strömungsmittelvolumen herabgesetzt wird. Da die Menge, mit der das Strömungsmittel von der Pumpenanordnung 20 abgegeben wird, vom Produkt aus der Pumpen-

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drehzahl und aus dem bei jeder Umdrehung abgegebenen Strömungsmittelvolumen abhängt, gleicht die ansteigende Pumpendrehzahl die Abnahme des pro Pumpenumdrehung abgegebenen Volumens aus, so daß die von der Pumpenanordnung pro Zeiteinheit abgegebene Strömungsmittelmenge im wesentlichen konstant gehalten wird.

Die allgemeinen Beziehungen zwischen der Flüssigkeitsabströmmenge aus der Pumpenanordnung 20 und der Pumpen-0 betriebsdrehzahl sowie zwischen dem zum Antrieb der Pumpenanordnung erforderlichen Drehmoment und der Betriebsdrehzahl sind in dem Diagramm von Fig. 2 dargestellt. Es sei bemerkt, daß in Fig. 2 die Betriebskenngrößen einer speziellen Pumpenanordnung angegeben sind, die gemäß der Ausführungsform der Erfindung nach den Figuren 4 bis 16, nicht nach Fig. 1, aufgebaut wurde. Wie die Kurve 108 in Fig. 2 zeigt, steigt die Menge des aus der Pumpe abströmenden Strömungsmittels mit zunehmender Drehzahl linear an, bis eine Strömungsmenge von etwa 15,9 l/min bei einer Pumpenbetriebsdrehzahl von etwa

. 2.250 Umdrehungen pro Minute erreicht ist. Ein weiterer Anstieg der Pumpendrehzahl führt nicht zu einer merklichen Steigerung der von der Pumpe abgegebenen Strömungsmenge. Die Kurve 111 zeigt, daß ein Drehmoment von etwa 5/65 Nm auf die Antriebswelle der Pumpenanordnung ausgeübt werden muß, damit die Anordnung mit einer Drehzahl von etwa 2.000 Umdrehungen pro Minute gedreht wird. Wenn jedoch die Pumpendrehzahl auf 3.000 Umdrehungen pro Minute steigt, sinkt das zum Antreiben der Pumpenanordnung erforderliche Drehmoment auf etwa 4,3 Nm. Somit nimmt das Drehmoment ab, und die Strömungsmenge bleibt im wesentlichen konstant, nachdem eine vorbestimmte maximale Strömungsmenge, beispielsweise 15,9 l/min, erzielt worden ist.

Wie oben erläutert wurde, muß zur Reduzierung des für den Antrieb der Pumpenanordnung bei Drehzahlen über einer einer vorbestimmten maximalen Strömungsmenge ent-

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sprechenden Drehzahl notwendigen Drehmoments das Volumen ■ der bei jeder Umdrehung des Rotors 50 abgegebenen Flüssigkeit verkleinert werden. Zur Verkleinerung des Abgabevolumens muß das Strömungsmittelvolumen verkleinert werden, das in jede der Pumpkammern einströmt. Das Maß, mit dem'Flüssigkeit in jede der Pumpkammern 76 bis 94 strömen kann, wird durch Blenden 114 und 116 (Fig. 1) in den Leitungen 102 bzw. 104 eingeschränkt. Der Querschnitt jeder der Blenden 114 und 116 ist so gewählt,, ,g daß bis zum Erreichen einer vorgewählten Einströmmenge durch die Leitungen 102, 104 und die Blenden 114 und 116 Flüssigkeit in einer Menge strömt* die ausreicht, nacheinander jede der Kammern zu füllen, wenn sich diese längs der Einlaßbogenstücke 26 und 28 bewegen, j5 Als Folge davon ändert sich die Strömungsmenge, in der die Flüssigkeit von der Pumpenanordnung 20 abgegeben wird, direkt proportional zur Pumpenbetriebsdrehzahl.

Wenn die Strömungsmenge durch die Leitungen 102 und sowie durch die Blenden 114 und 116 die vorbestimmte maximale Einströmmenge erreicht, beginnen die Blenden, die zu den Pumpkammern strömende Menge einzuschränken. Wenn also die Drehzahl der Pumpe weiter ansteigt, reicht der eingeschränkte Strömungsmittelfluß nicht mehr aus, jede Pumpkammer zu füllen. Da die Pumpkammern nur' mehr teilweise mit Flüssigkeit gefüllt werden, nimmt das Flüssigkeitsvolumen ab, das aus den Pumpkammern an den Auslaßbogenstücken 30 und 32 bei jeder Umdrehung des Rotors 50 abgegeben wird. Wegen der zunehmenden Betriebs drehzahl der Pumpenanordnung 20 bleibt die von der Pumpenanordnung pro Zeiteinheit abgegebene Flüssigkeitsströmung jedoch im wesentlichen konstant. Da das bei jeder Umdrehung des Rotors von den Pumpkammern abgegebene Flussigkeitsvolumen gleichzeitig jedoch kleiner

3g wird, wird auch das zum Antreiben der Pumpe erforderliche Drehmoment herabgesetzt.

Die Auslaßbogenstücke 30 und 32 stehen über mehrere

. /Ig- Rückschlagventile 122, 124, 126, 128, 130, 132, 134, 136, 138 und 140 mit einer Pumpenaus laß kaminer 120 (Fig. 1) in Verbindung. Falls es erwünscht ist, können die Rückschlagventile 122 bis 140 am Steuerring 22 angebracht sein. Die Rückschlagventile 122 bis 140 sind durch den Strömungsmitteldruck in der Pumpenauslaßkammer 120 in einen geschlossenen Zustand vorbelastet. Die Rückschlagventile 122 bis 140 werden vom Strömungsmitteldruck an im Abstand voneinander liegenden Stellen längs der Auslaßbogenstücke 30 und 32 in den offenen Zustand gedrückt.

Nur wenn der einem der Rückschlagventile 122 bis 140 aus den Pumpkammern 76 bis 94 zugeführte Strömungsmitteldruck ausreicht, den Vorbelastungsdruck aus der Pumpenauslaßkammer 120 zu überwinden, öffnet sich das Rückschlagventil. Auf diese Weise wird ein Rückfluß des Strömungsmittels aus der Pumpenauslaßkammer 120 in die Pumpkammern verhindert. Ein solcher Rückfluß der Flüssigkeit in die Pumpkammern würde Stoßwellen mit hoher Amplitude und hohem Druck hervorrufen. Die Stoßwellen würden die Flügel in Vibrationen versetzen, Betriebslärm hervorrufen und die Bauteile der Pumpenanordnung beanspruchen.

Während des Betriebs der Pumpenanordnung 20 bei relativ niedrigen Drehzahlen, bei denen die Flüssigkeitsströmungsmenge durch die Blenden 114 und 116 zum vollständigen Füllen jeder der Pumpkammern ausreicht, werden alle Rückschlagventile 122 bis 140 betätigt. Wenn sich beispielsweise die Pumpkammer 76 längs des Auslaßbogenstücks 30 bewegt, werden die Flügel 54 und 56 radial nach innen gedrückt, so daß sich das Volumen der Kammer verkleinert. Das Auslaßbogenstück 30 weist eine konstante Neigung gegen den Rotationsmittelpunkt der Antriebswelle 100 auf, so daß sich für jede Teilbewegung des Flügels 56 längs des AuslaßbogenStücks 30 der Flügel um die gleiche Teilstrecke radial nach innen bewegt. Als

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Folge tritt ein glatter Anstieg des Strömungsmitteldrucks in der Pumpkammer 76 auf. Der Strömungsmitteldruck öffnet nacheinander jedes der Rückschlagventile 122 bis 130 gegen den aus der Pumpenauslaßkammer 120 hergeleiteten Strömungsmitteldruck.

Sobald sich eines der Rückschalgventile geöffnet hat, ist der Bogenabstand zwischen den Rückschlagventilen 122 bis 130 und den Flügeln 54 und 56 so bemessen, daß die Pumpkanuner stets mit zwei Rückschlagventilen 122 bis 130 in Strörriungsmittelverbindung steht, bis die Pumpkammer das Ende des Auslaßbogenstücks 30 teilweise freigegeben hat. Dies fördert einen stoßfreien Strömungsmittelfluß aus der Pumpkammer 76, wenn sich diese längs des Auslaßbogenstücks bewegt.

Während des Betriebs der Pumpenanordnung 20 bei relativ hohen Drehzahlen schränken die Blenden 114 und 116 den Flüssigkeitsstrom zu den Pumpkammern 76 bis 94 so ein, daß diese nurmehr teilweise mit Flüssigkeit gefüllt werden. Beispielsweise wird die Pumpkammer 76 teilweise . mit Luft gefüllt, und in ihr herrscht ein relativ niedriger Strömungsmitteldruck. Wie bei einem Betrieb mit niedrigen Drehzahlen werden die Flügel 54 und 56 zur Verringerung des Kammervolumens radial-nach innen gedrückt, während sich die Kammer längs des Auslaßbogenstücks 30 bewegt. Der Druck in der Kammer nimmt mit der Volumenverringerung zu, so daß die Luft zwangsweise in der Flüssigkeit gelöst wird. Das Volumen der Kammer muß jedoch beträchtlich verringert werden, bevor der in ihr herrschende Strömungsmitteldruck den aus der Pumpenauslaßkammer 120 kommenden Druck überwindet und eines der Rückschalgventile 122 bis 130 öffnet. Die Pumpkammer 76 bewegt sich daher am geschlossenen Rückschlagventil 122 vorbei, ohne dieses zu öffnen. Erst wenn der Strömungsmitteldruck in der Kammer 76 den Druck in der Pumpenauslaßkammer ein wenig übersteigt, wird ein Rückschlagventil geöffnet.

χ Sobald das Strömungsmittel in der Pumpkammer 76 einen Druck angenommen hat, der zum Öffnen eines Rückschlagventils gegen den Vorbelastungsdruck aus der Pumpenauslaßkammer 120 ausreicht/ bleibt die Pumpkammer 76 t- in Strömungsmittelverbindung mit der Pumpenauslaßkammer über ein geöffnetes Rückschlagventil, bis die Pumpkammer das Auslaßbogenstück verläßt. Die Abströmung der Flüssigkeit aus der Pumpkammer 76 wird somit an einer Stelle längs des Bogenstücks 30 eingeleitet, die sich abhängig

jQ von der Betriebsdrehzahl der Pumpenanordnung 20 und abhängig vom Ausmaß, mit dem die Pumpkammer 76 mit Flüssigkeit gefüllt ist, verändert. Bei relativ hohen Pumpenbetriebsdrehzahlen werden nur die Rückschlagventile 128 und 130 geöffnet, wenn sich die Pumpkammern längs

-,ρ- des Aus laß bogenstücks 30 bewegen. Dabei ist es jedoch möglich, daß der Strömungsmitteldruck in den Pumpkammern nicht ausreicht, auch die Rückschlagventile 122, 124, 126 zu öffnen.

2Q Wie sich der Strömungsmitteldruck in einer Pumpkammer einer speziellen Pumpenanordnung längs des Auslaßbogenstücks 30 in Abhängigkeit von der Pumpendrehzahl ändert, ist im Diagramm von Fig. 3 angegeben. Bei einer Pumpendrehzahl von etwa 700 Umdrehungen pro Minute, die durch die Kurve 144 angegeben ist, ist der Strömungsmitteldruck in der Pumpkammer etwa gleich dem Atmosphärendruck (etwa 1 bar), wenn sich die Pumpkammer in das Auslaßbogenstück 30 bewegt. Wenn sich die Pumpkammer längs des Auslaßbogenstücks bewegt, steigt der Strömungsmittel-

QQ druck in ihr linear an,, wie durch die Kurve 144 angegeben ist. Was Fig. 3 nicht zeigt, ist die Tatsache, daß der Druck in der Pumpkammer im wesentlichen gleich dem Druck in der Pumpenauslaßkammer 120 ist, sobald der Strömungsmitteldruck in einer Pumpkammer ausreicht,

gg eines der Rückschlagventile 122 bis 140 zu öffnen. Die Druckkurven von Fig. 3 sind nach dem Öffnen der Rückschlagventile nicht mehr gültig.

.Wenn die Betriebsdrehzahl der speziellen Pumpenanordnung ansteigt, deren Kenngrößen in den Figuren 2 und 3 dargestellt sind, nimmt der Strömungsmitteldruck in den Pumpkammern ab, wenn diese in das Auslaßbogenstück eintreten. Bei einer Drehzahl von etwa 1.000 Umdrehungen pro Minute, die in Fig. 3 durch die Kurve 146 angegeben ist, beträgt der Strömungsmitteldruck in der Pumpkammer somit.etwa 0,85 bar, wenn die Pumpkammer in das Auslaßbogenstück eintritt. Wenn sich die Pumpkammer längs

IQ des Auslaßbogenstücks über eine Bogenstrecke von etwa 13 bewegt, bewirkt die konstante, nach innen gerichtete Neigung der Fläche des Auslaßbogenstücks 30 einen Anstieg des Drucks in der Pumpkammer bis auf den Atmosphärendruck. Im Anschluß daran steigt der Pumpkammerdruck linear an, wie die Kurve 146 in Fig. 3 angibt. Wenn die Pumpenanordnung bei einer Drehzahl von etwa 2.250 Umdrehungen pro Minute betrieben wird, ergibt sich in einer Pumpkammer bei deren Bewegung längs des Auslaßbogenstücks der mittels der Kurve 148 in Fig„ 3 angegebene Druckanstieg.

Die in den Figuren 2 und 3 angegebenen Kennlinien sind für verschiedene Pumpenanordnungen unterschiedlich. Auch die Beziehungen zwischen den Kennlinien sind für verschiedene Pumpenanordnungen verschieden. Die.in den Figuren 2 und 3 angegebenen speziellen Kennlinien gelten für eine Pumpenanordnung, die den allgemeinen Aufbau der gemäß der Erfindung ausgebildeten Pumpenanordnung der Figuren 4 bis 16 hat. Die Kennlinien der Pumpenan-.Ordnung 20 gleichen jedoch den Kennlinien der Figuren und.3.

Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform

Bei der in Fig. 1 schematisch dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist die Pumpenanordnung 20 eine mit Flügeln ausgestattete Pumpe. Die Pumpenanordnung 20 kann zur Vereinfachung der Konstruktion jedoch auch als

Gleitschuhe ausgebildete Flügel aufweisen. Außerdem stehen bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung die Rückschalgventile 122 bis 140 über Durchgänge, die sich durch den Steuerring 22 erstrecken, in Strömungsmittelverbindung mit den Auslaßbogenstücken 30 und 32. Die Rückschlagventile 122 bis 140 könnten jedoch auch über Durchgänge, die sich durch einen Endabschnitt der Pumpenanordnung erstrecken, mit den Auslaßbogenstücken in Verbindung stehen.

In der in den Figuren 4 bis 16 dargestellten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Pumpenanordnung 154 eine Flügelpumpe, deren Flügel in Form von Gleitschuhen oder Gleitkörpern ausgebildet sind; sie weist Rückschlagventile auf, die über Durchgänge, die sich durch eine Endplatte der Pumpenanordnung erstrecken, mit den Auslaßbogenstücken in Strömungsmittelverbindung stehen. Trotz ihrer konstruktiven Unterschiede in bezug auf die Konstruktion der schematisch in Fig. 1 dargestellten Pumpenanordnung 20 erfordert die Pumpenanordnung 154 zu ihrem Antrieb ein geringeres Drehmoment, wenn ihre Betriebsdrehzahl einen vorbestimmten Wert überschreitet. Sobald die vorbestimmte Betriebsdrehzahl überschritten wird, bleibt die von der Pumpenanordnung 154 abgegebene Strömungsmittelmenge im wesentlichen konstant. Wie bei der Pumpenanordnung 20 nimmt das von der Pumpenanordnung 154 bei jeder Umdrehung oder bei jedem Betriebszyklus abgegebene Flüssigkeitsvolumen mit einer Zunahme der Betriebsdrehzahl ab.

Die Pumpenanordnung 154 (Fig. 4) enthält einen Steuerring 156 mit einer inneren Umfangsflache 158, die zwei diametral gegenüberliegende Einlaßbogenstücke und zwei diametral gegenüberliegende Auslaßbogenstücke festlegt.

Ein Einlaßbogenstück 159 und ein Auslaßbogenstück 1 60 sind in Fig. 12 dargestellt. Die Einlaß- und Auslaßbogenstücke am Steuerring 156 haben den gleichen Verlauf wie die Einlaßbogenstücke 26 und 28 sowie die Auslaß-

bogenstücke 30 und 32 der Pumpenanordnung 20 von Fig.

Die Einlaßbogenstücke am Steuerring 156 haben jeweils eine Bogenlänge von etwa 55 . Die Auslaßbogenstücke haben jeweils eine Bogenlänge von etwa 77 , und sie weisen eine radial nach innen gegen die Mitte des Steuer rings 156 verlaufende konstante Steigung auf. Dadurch nähert sich die Umfangsflache 158 für jede Bogenteilstrecke längs eines Auslaßbogenstücks um die gleiche Teilstrecke näher der Mitte des Steuerrings. Der Steuerring 156 weist auch Dichtbogenstücke mit konstantem Radius und Übergangsbogenstücke auf _t wie sie oben im Zusammenhang mit dem Steuerring 22 von Fig. 1 beschrieben worden sind. Die Erstreckung der Einlaß- und Äuslaßbogenstücke kann gegenüber den obigen Angaben abgeändert werden. Die Auslaßbogenstücke sollten jedoch ungeachtet dessen eine wesentlich größere Erstreckung als die Einlaßbogenstücke haben.

°er Steuerring 156 umgibt einen zylindrischen Rotor (siehe Fig. 4 und Fig. 12). Mehrere Pumpelemente oder Gleitschuhe 164 sind verschiebbar am Rotor 162 angebracht. Die Gleitschuhe 164 werden mit Hilfe von Vorspannungsfedern 168 radial nach außen in einen Dichteingriff mit der inneren Umfangsflache 158 des Steuerrings 156 gedrückt. Die Gleitschuhe 164 arbeiten mit dem Steuerring 156 und mit zwei kreisförmigen Endplatten 172 und 174 (Fig. 4, 6 und 8) so zusammen, daß eine kreisförmige Anordnung bogenförmiger Pumpkammern 180 (Fig. 12) entsteht. In Fig. 12 sind zwar nur einige wenige Pumpkammern 180 dargestellt, doch weist die Pumpenanordnung 154 insgesamt zehn Pumpkammern 180 auf. Falls es erwünscht ist, könnte auch eine größere oder kleinere Anzahl von Pumpkammern vorgesehen werden. Die Pumpkammern 180 enthalten Flüssigkeit und/oder Luft, und. sie werden längs einer kreisförmigen Bahn bewegt, wenn der Rotor 162 in der Ansicht von Fig. 12 im Uhrzeigersinn gedreht wird, was durch einen Pfeil 182 angegeben ist. Der Rotor 162 wird von einer Antriebswelle

186 (Fig. 4) in der gleichen Weise angetrieben, wie auch der Rotor 50 von Fig. 1 mittels der Antriebswelle 100 angetrieben wird.

Während der Drehung des Rotors 162 wird den Einlaßbogenstücken über in einer Endplatte 172 angebrachte Durchgänge oder Leitungen 190 und 192 (Fig. 5) sowie über in der anderen Endplatte 174 gebildete Durchgänge oder Leitungen 194 und 196 (Fig. 7) Flüssigkeit zuge-

^q führt. Wenn sich die Pumpkammern 180 (Fig. 12) längs eines im Steuerring 156 gebildeten Einlaßbogenstücks bewegen, bewegen sich die Gleitschuhe 164 radial nach außen, so daß sich die Pumpkammern unter Reduzierung des in ihnen herrschenden Drucks erweitern. Aufgrund der Druckreduzierung wird Flüssigkeit aus den Durchgängen nacheinander in jede der Pumpkammern gezogen, wenn sie sich längs der Einlaßbögen bewegen.

Wenn sich die Pumpkammern 180 längs der kreisförmigen Bahn innerhalb des Steuerrings 156 weiterbewegen, bewegen sie sich nacheinander von den Einlaßbögen weg zu den Auslaßbögen. Bei der Bewegung der Pumpkammern längs der Auslaßbögen werden die Gleitschuhe 164 in konstantem Ausmaß radial nach "innen gegen die Drehachse der Antriebswelle 186 gedrückt. Das Volumen der Pumpkammern 180 wird dadurch mit ihrer Bewegung längs der Auslaßbögen mit konstanter Geschwindigkeit reduziert, so daß der in ihnen herrschende Druck ansteigt.

Während des Betriebs der Pumpenanordnung 154 nimmt das für ihren Antrieb erforderliche Drehmoment ab, wenn ihre Betriebsdrehzahl über einen vorbestimmten Wert ansteigt. Die von der Pumpenanordnung abgegebene Flüssigkeitsmenge bleibt im wesentlichen konstant, auch wenn die Betriebsdrehzahl der Pumpenanordnung ansteigt. Wie zuvor im Zusammenhang mit der Ausführungsform der Erfindung von Fig. 1 beschrieben wurde, werden die Herabsetzung des Drehmoments und die konstante Abgabemenge

dadurch erzielt, daß das Volumen der von der Pumpenanordnung bei jeder Umdrehung des Rotors 62 abgegebenen , Flüssigkeit verringert wird, wenn die Betriebsdrehzahl

der Pumpenanordnung 154 ansteigt. 5

Zur Herabsetzung des von der Pumpenanordnung während jeder Drehung des Rotors 162 abgegebenen Flüssigkeitsvolumens sind in den Endplatten 172 Blenden 202, 204 (Fig. 5) vorgesehen, die die Menge des durch die Durchgänge 190 und 192 zu den Pumpkammern 180 fließenden Strömungsmittels begrenzen. In gleicher Weise sind in der Endplatte 174 Blenden 206 und 208 (siehe Fig„ 7) angebracht, die die Menge der Flüssigkeit begrenzen, die über die Durchgänge 194 und 196 zu den Pumpkammern strömen kann. Bei relativ hohen Pumpenbetriebsdrehzahlen werden die Pumpkammern 180 nur teilweise mit Flüssigkeit gefüllt, wenn sie sich längs der Einlaßbogenstücke bewegen. Das Restvolumen jeder Pumpkammer 180 (Fig. 12) wird mit Luft gefüllt. Da jede Pumpkammer nur teilweise mit Flüssigkeit gefüllt wird, nimmt das von jeder Pumpkammer an den Auslaßbogenstücken bei jeder Umdrehung des Rotors 162 abgegebene Flussigkeitsvolumen ab. Wegen der zunehmenden Betriebsdrehzahl der Pumpenanordnung 154 bleibt jedoch die gesamte von der Pumpenanordnung abgegebene Flüssigkeitsmenge im wesentlichen konstant, wie die Kurve 108 von Fig. 2 angibt, wenn die Pumpenbetriebsdrehzahl über 2.250 Umdrehungen pro Minute ansteigt.

Die Auslaßbogenstücke stehen über ein an der Endplatte 174 angebrachtes Rückschlagventilsystem 216 (Fig. 14) mit einer Pumpenauslaßkammer 212 (Fig. 4) in Strömungsmittelverbindung. Das Rückschlagventilsystem 216 enthält einen Basisabschnitt 220 (Fig. 14) von dem eine erste Gruppe aus Federfingern 222, 224, 226, 228 und 230 radial nach außen absteht. Eine zweite Gruppe aus Federfingern 232, 234, 236, 238 und 240 steht ebenfalls radial nach außen von dem Basisabschnitt 22Ο ab.

Die erste Gruppe aus Federfingern 222 bis 230 steht über Durchgänge 244, 246/ 248, 250 und 252, die axial durch die äußere Endplatte 174 verlaufen, mit einem ersten Auslaßbogenstück in Verbindung. Die zweite Gruppe aus Federfingern 232 bis 240 steht über Durchgänge 254, 256, 258, 260 und 262, die ebenfalls axial durch die Endplatte 174 verlaufen, mit einem zweiten Auslaßbogenstück in Verbindung. Die Federfinger 222 bis 240 sind einstückig mit dem Basisabschnitt 220 ausgebildet, und

iQ sie sind aufgrund ihrer natürlichen Eigenelastizität . und aufgrund des in der Kammer 212 (siehe Fig. 4) herrschenden Pumpenauslaßdrucks in einen geschlossenen Zustand (siehe Fig. 15) vorgespannt. Die Federfinger bis 240 sind zwar so dargestellt, daß sie sich von dem

^5 Basisabschnitt 220 radial nach außen erstrecken, jedoch könnten sie sich auch von einem ringförmigen Basisabschnitt aus, der mit den radial äußeren Enden der Federfinger verbunden ist, radial nach innen erstrecken.

2Q Wenn der durch die Durchgänge 244 bis 262 geleitete Strömungsmitteldruck ausreicht, die natürliche Elastizität der Federfinger 222 bis 240 und den auf sie ausgeübten Pumpenauslaßdruck zu überwinden, werden die Federfinger von dem in Fig. 15 dargestellten geschlossenen Zustand in den in Fig. 16 dargestellten offenen Zustand bewegt. Wenn sich die Federfinger im offenen Zustand befinden (Fig. 16), kann Strömungsmittel von den Auslaßbögen über die Durchgänge 244 bis 262 zur Kammer 212 strömen. Die nach außen gerichtete Bewegung der Federfinger 222 bis 240 von dem in Fig. 15 dargestellten geschlossenen Zustand in den in Fig. 16 dargestellten offenen Zustand ist von einem Haltering 266 begrenzt.

Während des Betriebs der Pumpenanordnung 154 bei relativ niedrigen Drehzahlen reicht die Menge der durch die Blenden 202 bis 208 (Fig. 5 und Fig. 7) fließenden Flüssigkeit aus, jede der Pumpkammern 180 (Fig. 12) vollständig zu füllen. Da die Pumpkammern 180 vollstän-

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tot« «a«

dig gefüllt werden, nimmt der Strömungsmitteldruck in jeder Pumpkaminer schnell zu, wenn sich die Pumpkammer von einem Einlaßbogenstück zu einem Auslaßbogenstück ■ bewegt. Der am Beginn des Auslaßbogenstücks in der Pumpkammer herrschende relativ hohe Strömungsmitteldruck führt dazu, daß jeder der Federfinger 222 bis 230 oder 232 bis 240 der Reihe nach von seinem geschlossenen Zustand (Fig. 15) in seinen offenen Zustand (Fig. 16) bewegt wird. Die Pumpkammer steht ständig mit zwei der Federfinger in Verbindung, bis sie sich aus dem Auslaßbogenstück herausbewegt. Jedes der Auslaßbogenstücke hat eine BogenerStreckung von 77 , so daß zwischen den Mittellinien der Federfinger ein Bogenabstand von etwa 13° vorliegt. Die zehn Gleitschuhe 164 haben Mittelpunkte, die im Bogenabstand von etwa 36 im Abstand voneinander liegen. Auf diese Weise kann das Strömungsmittel glatt und stoßfrei aus den Pumpkammern durch die Durchgänge 244 bis 252 und 254 bis 262 fließen, wenn sich die Pumpkammern längs der Auslaßbogenstücke bewegen.

Während des Betriebs der Pumpenanordnung 154 mit relativ hoher Drehzahl, beispielsweise 3.500 Umdrehungen pro Minute, beschränken die Blenden 19O bis 196 den Flüssigkeitsstrom zu den Pumpkammern 180, wenn sich diese längs der Einlaßbögen bewegen. Jede Pumpkaminer 180 wird dabei nur teilweise mit Flüssigkeit gefüllt, während der Rest der Kammer mit Luft gefüllt wird, die sich von der Flüssigkeit trennt. Der Druck in der Pumpkammer 180 ist relativ niedrig, wenn sie in ein Auslaßbogenstück eintritt, und ihr Volumen muß herabgesetzt werden, bevor der Strömungsmitteldruck in der Pumpkammer die vom Pumpenauslaßdruck in der Kammer 212 auf die Federfinger ausgeübte Vorspannungskraft überwinden kann.

Wenn sich eine Pumpkammer 180 längs des Auslaßbogenstücks bewegt, nimmt ihr Volumen in einem konstanten Ausmaß ab. Dies ergibt eine stoßfreie kontinuierliche

Zunahme des Stromungsmitteldrucks in der Pumpkammer, bis der Strömungsmitteldruck ausreicht, die auf die Federfinger 222 bis 230 ausgeübte Vorspannungskraft zu überwinden. Nachdem einer der Federfinger 222 bis in den offenen Zustand bewegt worden ist, hält die in

konstantem Ausmaß erfolgende Verringerung des Abstandes zwischen dem Auslaßbogenstück und dem Rotor 162 den Druck in der Pumpkammer konstant, so daß nachfolgende Federfinger in den offenen Zustand bewegt werden und jQ Flüssigkeit stoßfrei aus der Pumpkammer abströmen kann.

Wie in der Ausfuhrungsform von Fig. 1 wird das Ausströmen der Flüssigkeit aus einer Pumpkammer 180 an einer Stelle längs des Auslaßbogenstücks eingeleitet, die sich mit der Betriebsdrehzahl der Pumpenanordnung und mit dem Ausmaß, mit dem die Pumpkammer mit Flüssigkeit gefüllt ist, verändert. Bei niedrigen Pumpenbetriebsdrehzahlen kann das Ausströmen der Flüssigkeit aus der Pumpkammer beginnen, sobald die Kammer in Strömungsmittelverbindung mit dem Auslaßdurchgang 24 4 kommt, der mit dem Federfinger 222 in Verbindung steht. Bei relativ hohen Betriebsdrehzahlen kann das Ausströmen der Flüssigkeit aus der Pumpkammer erst beginnen, wenn die Kammer in Strömungsmittelverbindung,mit dem Auslaßdurchgang 250 kommt, der mit dem Federfinger 228 in Verbindung steht.

Wie sich der Strömungsmitteldruck in einer Pumpkammer 180 längs eines Auslaßbogenstücks abhängig von der Pumpendrehzahl ändert, ist allgemein durch das Diagramm von Fig. 3 angegeben, das gilt, bis sich einer der Federfinger öffnet. Nachdem sich einer der Federfinger 222 bis 230 geöffnet hat, bleibt der Druck in der Pumpkammer im wesentlichen konstant auf einem Wert, der geringfügig größer als der Pumpenauslaßdruck iüt.

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·..- 331900C

χ Das Einlaßsystem der Pumpenanordnung

Die Einlaßdurchgänge 190 und 192 (Fig. 5) in der Endplatte 172 stehen mit einem ringförmigen Vorratsraum 272 in Strömungsmittelverbindung. Der Vorratsraum 272 wird von der Außenfläche des Steuerrings 156_f der Innenfläche eines allgemein zylindrischen Gehäuses 274^ das den Steuerring 156 umgibt, und von den Endplatten 172 und 174 begrenzt. Der ringförmige Vorratsraum 272 steht über eine Öffnung 278 im Gehäuse 274 mit einem Hauptvorrätsraum 276 (Fig.4) in Verbindung. Der Hauptvorratsraum 27 6 ist aus einem aus Metallblech gebildeten Gehäuse geformt, das sich um das innere Gehäuse 274 herum erstreckt; es ist über eine Leitung 284 mit einem (nicht

-^g dargestellten) Tank verbunden. Diesem Tank wird während des Betriebs einer Servolenkvorrichtung Strömungsmittel • aus einem Servolenkmotor zugeführt.

Während des Betriebs der Pumpenanordnung 154 tritt Strö-2Q mungsmittel aus dem Vorratsraum 272 über Öffnungen 288 und 290 (siehe Fig. 5 und Fig. 6) in den Durchgang 190 und in den Durchgang 192 ein. Die Öffnungen 288 und stehen mit kreisförmigen öffnungen 292 und 294 an den Außenendabschnitten der Durchgänge 190 und 192 (Fig. 5) in Verbindung. Die durch die Blenden 202 und 204 strömende Flüssigkeit fließt durch Zweigleitungen 296 und 298 zu bogenförmigen Einlaßausnehmungen 300 und 302, die in der Endplatte 172 gebildet sind. Die Ausnehmungen 300 und 302 sind nacheinander jeder der Pumpkammern 180 an 3Q einer Stelle ausgesetzt, die an die radial äußere zylindrische Fläche 304 (Fig. 12) des Rotors 162 und an einen radial äußeren Abschnitt der Gleitschuhe 164 angrenzt. ■

Die Einlaßdurchgänge 190 und 192 weisen auch Abzweigungen

306 und 308 (Fig. 5) auf, die mit Ausnehmungen 310 und

312 (Fig. 5 und Fig. 6) in Verbindung stehen, die in

der Endplatte 172 angebracht sind. Die Ausnehmungen

und 312 sind der Reihe nach jeder der Pumpkammern 180 an einer Stelle ausgesetzt, die an die radial innerste Fläche jedes der Gleitstücke 164 angrenzt. Da ein Strömungsmittelzufluß sowohl zu den radial inneren als auch zu den radial äußeren Flächen der Gleitschuhe 164 über die Abzweigungen 296, 298, 306 und 308 vorliegt, besteht die Tendenz zu einer Verringerung von Vibrationen der Gleitschuhe und des Arbeitsgeräuschs während des Betriebs der Pumpenanordnung 154.

Zur Förderung einer gleichmäßigen Füllung der Pumpkammern 180 und zur Erzielung der damit verbundenen Geräuschminimalisierung während des Betriebs der Pumpenanordnung 154 verbinden die Durchgänge 194 und 196 (Fig. 7) in der Endplatte 174 die Pumpkammern mit dem ringförmigen Vorratsraum 272 in der gleichen Weise, wie dies die Durchgänge 190 und 192 in der Endplatte 172 tun. Somit sind die Durchgänge 194 und 196 mit dem Vorratsraum über Öffnungen 320 und 322 (Fig. 7 und Fig. 8) verbunden.

Kreisförmige offene Enden 326 und 328 (Fig. 8) der Durchgänge 194 und 196 stehen mit den Öffnungen 320 und 322 in Verbindung. Die Durchgänge 194 und 196 (Fig. 7) weisen Abzweigungen 332 und 334 (Fig. 7) auf, die mit Ausnehmungen 336 und 338 (Fig. 8) in Verbindung stehen. Die Ausnehmungen 336 und 338 sind in der Endplatte 174 an einer Stelle angebracht, die an dem Umfang des Rotors (Fig..12) und an die Umfangsflache 158 des Steuerrings angrenzt. Die Ausnehmungen 336 und 338 (Fig. 8) haben die gleiche Form wie die Ausnehmungen 300 und 302 (Fig.

6)·· Aus dem Vorratsraum 272 durch die Abzweigungen 332 und 334 (Fig. 7) geleitete Flüssigkeit tritt nacheinander in jede der Pumpkammern 180 an einer Stelle ein, die an einen radial außen liegenden Abschnitt der Gleitschuhe 164 angrenzt. Radial innere Abschnitte der Gleitschuhe 164 stehen über Ausnehmungen 346 und 348 in der Endplatte 174 (Fig. 8) mit Abzweigungen 342 und 344 (Fig. 7) in Verbindung. Die Ausnehmungen 346 und 348 sind angrenzend an radial innere Endabschnitte der Gleit-

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3319C

schuhe 164 (Fig. 12) angeordnet; sie haben die gleiche Form wie die Ausnehmungen 310 und 312 (Fig. 6). Die radial inneren und äußeren Flächen der Gleitschuhe sind dadurch an beiden Enden mit dem Vorratsraum 272 verbunden, wenn sich die Gleitschuhe längs des Einlaßbogen-Stücks bewegen.

Zur weiteren Verringerung von Vibrationen der Gleitschuhe 164 bei ihrer Bewegung längs des Einlaßbogenstücks sind die Ausnehmungen 336, 338, 346 und 348 (Fig. 8) mit Steuerflächen versehen. Die Steuerflächen ergeben eine allmähliche Änderung des Strömungsmitteldrucks,, dem eine Pumpkammer 18o ausgesetzt wird, wenn sie sich längs des Einlaßbogenstücks bewegt. Die Ausnehmung 338 (Fig.10) weist eine Einlaßsteuerfläche 354 auf, die bei Betrachtung der Figuren 9 und 10 zur rechten Seite hin von der Abzweigung 334 weg schräg nach außen verläuft. Wenn sich, die Pumpkainmer längs des Einlaßbogenstücks bewegt, bewegt sie sich bei' Betrachtung der Figuren 9 und 10 von rechts nach links längs der Ausnehmung 338. Die Steuerfläche 354 hat zur Folge, daß die Pumpkammer der Abzweigung 334 allmählich ausgesetzt wird, wenn die Pumpkammer in das Einlaßbogenstück eintritt,

Eie Steuerfläche 354 hat eine bogenförmige Erstreckung, . die so groß ist, daß zwei Pumpkammern 180 mit der Abzweigung 334 gleichzeitig in Strömungsverbindung gebracht werden können (siehe Fig. 12). Mit anderen Worten heißt dies, daß die gesamte bogenförmige Erstreckung der Steuerfläche 354 und des Durchgangs 334 größer als die bogenförmige Erstreckung eines Gleitschuhe- 164 ist. Eine erste Pumpkammer 180 kann der Einlaßabzweigung 334 voll ausgesetzt sein, während dife Steuerfläche 354 beginnt, die Strömungsmittelverbindung zwischen der nachfolgenden Pumpkammer unC der Abzweigung längs der Steuerfläche herzustellen.

Die Ausnehmung 338 weist ebenfalls eine Steuerfläche

auf, die in der Ansicht von Fig. 9 und Fig. 10 von der Abzweigung 334 aus schräg nach links verläuft. Da sich eine Pumpkammer 180 in der Ansicht der Figuren 9 und längs des EinlaßbogenStücks von rechts nach links bewegti sperrt die Steuerfläche 358 die Verbindung zwischen der Abzweigung 334 und einer Puir,pkammer 180 allmählich ab, wenn sich die Puiupkammer aus dem Einlaßbogenstück herausbewegt. Dadurch daß die Puiupkammer der Ein]aßabzweigung 334 allmählich ausgesetzt wird und die Pumpkammer allmählich von dieser Einlaßabzweigung abgetrennt wird, reduzieren die Steuerflächen 354 und die Druckänderungsgeschwindigkeit in der Pumpkcimmer, wenn sich diese längs des Eihlaßbogenstücks bewegt, so daß Gleitschuhbewegungen und Gleitschuhvibrationen reduziert werden. Dies führt zu einer Reduzierung des auf das Auf treffen der Gleitschuhe·, auf den Steuerring 156 zurückzuführenden Pumpenbetriebslärms und zu einer Reduzierung der auf die Pumpenbauteile wirkenden Betriebskräfte. Die GesamtbogenerStreckung der Steuerfläche 354, der Einlaßabzweigung 334 und der Steuerfläche 358 ist größer als die Bogenerstreckung einer Pumpkammer 180 (Fig. 12) .

Die Steuerflächen 354 und 358 (Fig. 9) haben längs der Endplatte 174 eine breite oder radiale Ausdehnung, die etwa gleich dem Durchmesser der Einlaßabzweigung 334 ist. Die vorderen und hinteren Randbereiche 362 und 364 der Ausnehmung 338 und der Steuerflächen 354 und 358 verlaufen parallel zu den vorderen und hinteren Randbereichen 366 und 368 von Schlitzen 370 (Fig. 12),in denen die Gleitschuhe 164 angebracht sind, wenn sich die Schlitze an den Ranöbereichen 362 und 364 vorbeibewegen.

Das Volumen und die Bogenerstreckung der Bereiche der Pumpkammer 180, die in dem Schlitz 370 radial innerhalb des Gleitschuhs 164 liegen, sind kleiner als das Volumen und die Bogenerstreckung des Abschnitts der Pumpkammer, der radial außerhalb des Rotors liegt. Daher

ist die BogenerStreckung der Ausnehmung 34 8 (Fig. 9 und Fig. 12) kleiner als die BOgenerstreckung der Ausnehmung 338. Wenn eine.Pumpkammer in das Einlaßbogenstück eintritt, bewegt sie sich eine beträchtliche Strecke am Ranclbereich 362 (Fig. 9 und Fig. 12) der Ausnehmung 338 vorbei, bevor die Pumpkammer der Ausnehmung 348 ausgesetzt wird. An einem axialen Endabschnitt des Rotors 162 ist eine Ausnehmung 374 (Fig. 12) angebracht, damit eine Verbindung zwischen einer Vorderkante eines Gleitschuh-Schlitzes 370 und einem Abschnitt der Pumpkammer 180 hergestellt wird, der radial außerhalb der Umfcingsf lache des Rotors .162 liegt. Wenn sich eine Pumpkammer 180 am Randbereich 362 der Ausnehmung 338 vorbeibewegt, wird der radial innerhalb des Gleitschuhs 164 liegende Abschnitt des Schlitzes 370 durch den Schlitz 370 mit der Ausnehmung 338 und der Ab2weigung 334 in Verbindung gebracht.

Wenn sich eine Pumpkammer 180 längs des Einlaßbogenstücks bewegt, kommt der Gleitschuhschlitz 370 mit der radial inneren Ausnehmung 348 und mit der Abzweigung 344 (siehe Fig. 12") in Verbindung. Wenn sich eine Pumpkammer 180 aus dem Einlaßbogenstück herausbewegt, ist der hintere Randbereich 368 eines Gleitschuhschlitzes 370 der Ausnehmung 348 ausgesetzt, nachdem die Pumpkammer 18C die Strömungsverbindung mit der Ausnehmung 338 verlassen hat. Daher ist der hintere Bereich der Pumpkammer 180, d.h. der im Gleitschuhschlitz 370 liegende Abschnitt, der letzte Abschnitt der Pumpkammer, der in Strömungsverbindung mit dem Pumpeneinlaß steht. Die Ausnehmung 348 weist eine Steuerfläche 378 auf (siehe Fig. 9 und Fig. 11), die die Strömungsverbindung zwischen dem Gleitschuhschlitz 370 und der Abzweigung 344 allmählich absperrt.

Auslaßsystem der Pumpenanordnung

Die Steuerfläche 158 ist gegen die Drehachse des Rotors

.34 · 172 längs der Auslaßbögenstücke in konstantem Maß geneigt. Jedes Auslaßbogenstück kann so betrachtet werden, als sei es in eine große Anzahl von Teilbogenstücken unterteilt, die jeweils die gleiche kleine Bogenlänge haben. Wenn sich ein Gleitschuh 164 nacheinander läng's jedes Teilbogenstücks bewegt, bewegt er sich auch radial nach innen in Richtung zur Drehachse des Rotors 162 um die gleiche radiale Strecke. Wenn sich also eine Pumpkammer 180 längs eines Auslaßbogenstücks bewegt, wird das Volumen der Pumpkammer für jede Teilbewegung längs des Auslaßbogenstücks um den gleichen Betrag verringert.

Die. genauen Abmessungen des Auslaßbogenstücks können jedoch bei verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung unterschiedlich sein, doch hat das Auslaßbogenstück eine beträchtlich größere Länge als das Einlaßbogenstück. Die größere Bogenlänge des Auslaßbogenstücks gewährleistet, da.ß die in einer Luftunflüssigkeit enthaltenden Pumpkammer befindliche Luft während des Betriebs der Puir.pe mit hoher Drehzahl zv.^Tangsweise in der Flüssigkeit in Lösung gebracht wird. Das unter Druck stattfindende Überführen der Luft in Lösung mit der Flüssigkeit geschieht, bevor die Rückschlagventile 222 bis 240 (Fig. 14) unter dem Einfluß des durch einen zugehörigen Auslaß 244 bis 262 zugeführten Strömungsmitteldrucks geöffnet werden.

Die Auslässe 254 bis 262 liegen in gleichen Abständen längs des Auslaßbogenstücks. Die Auslässe 254 bis 262 enthalten allgemein rechteckige Ausnehmungen 384, 386, 388, 390 und 392 (Fig. 9), die in der Endplatte 174 gebildet sind. Die rechtwinkligen Ausnehmungen 384 bis 39 stehen mit zylindrischen Durchgängen 396, 398, 400, und 404 in Strömungsverbindung, die sich axial durch die Endplatte 174 erstrecken. Zur Aufrechterhaltung eines minimalen radialen Dichtabstandes zwischen den axialen Enden der Gleitschuhe 164 und der Endplatte längs des Auslaßbogenstücks erstrecken sich die Aus-

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2^.35» nehmungen 384 bis 392 radial nach außen in einem Ausmaß, das längs der innen geneigten Auslaßbogenstücke abnimmt. Somit ist die Ausnehmung 384 also größer als die Ausnehmung 386, und sie erstreckt sich radial weiter netch außen als die Ausnehmung 386. In der gleichen Weise ist die Ausnehmung 386 größer als. die Ausnehmung 388? und sie erstreckt sich längs der Endplatte-374 weiter radial nach außen als die Ausnehmung 388. Dies führt dazu, daß sich die Ausnehmungen 384 bis 392 im wesentlichen zur gleichen Stelle längs jedes Gleitschuhs 164 radial nach außen erstrecken, wenn sich der Gleitschuh 3 ängs des . Auslaßbogenstücks bewegt (Fig. 12). Da sich die Ausnehmungen 384 bis 392 zur gleichen Stelle an einem Gleit-■ schuh erstrecken, wenn sich dieser längs des Auslaßbogenstücks■bewegt, bleibt die radiale Ausdehnung der Dichtung zwischen dem Gleitschuh und der Endplatte 174 längs des Auslaßbogenstücks im wesentlichen konstant.

Das Abgeben des Strömungsmittels aus jeder Pumpkammer 180 zu jedem der Auslässe 254 bis 262 geschieht an einer .SteJle, die allgemein radial innerhalb der Gleitschuhe 164 liegt. Das Strömungsmittel wird aus den Gleitschuhschlitzen 370 gedrückt, wenn sich die Gleitschuhe 164 im Rotor 162 radial nach innen bewegen. Zur Erzielung einer Strömungsverbindung zwischen dem radial äußersten Bereich der Pumpkammer 180 und den Auslassen 254 bis 262 ist an jedem axialen Ende jedes Gleitschuhe 164 eine Nut 408 (Fig. 12) gebildet. Die Nuten 408 ergeben eine kontinuierliche Strömungsmittelverbindung zwischen den radial inneren und äußeren Flächen der Gleitschuhe, und sie bewirken einen Druckausgleich an den radial gegenüberliegenden Flächen.

Während der Bewegung jeder Pumpkammer 180 längs eines Auslaßbogenstücks zeigt der Strömungsmitteldruck in der Kammer die Neigung, verschiedene Werte anzunehmer.. Im mittleren Bereich des Auslaßbogenstücks liegt die Pumpkammer am weitesten von den davorliegenden und den da-

^3<r · 36 · hinterliegenden Einlaßbogenstücken entfernt, an denen die niedrigsten Drücke vorherrschen. Der Abstand von den einen niedrigen Druck aufweisenden Einlaßbogenstücken ermöglicht die Entwicklung eines relativ höheren Strömungsmitteldrucks am Mittelbereich des Auslaßbogenstücks, als dies an den gegenüberliegenden Endbereichen des Auslaßbogenstücks der Fall ist. Zum Ausgleichen des Strömungsmitteldrucks längs des Auslaßbogenstücks sind die Auslässe 256, 258 und 260 mit Kerben 412, 414, 416 und 418 (Fig. 9) versehen, die ein Abströmen des Strömungsmittels aus Bereichen des Auslaßbogenstücks mit relativ hohem Druck zu Bereichen des Auslaßbogenstücks mit relativ niedrigem Druck fördern. Da beispielsweise die Auslaßausnehmung 386 weiter als die Auslaßausnehmung 384 von der Einlaßausnehmung 338 (Fig. 9) entfernt liegt, an der ein relativ niedriger Druck herrscht, wird an der Auslaßausnehmung 386 ein höherer Druck als an der Auslaßausnehmung 384 erhalten. Zum Ausgleichen der Strömungsmitteldrücke an den Auslaßausnehmungen 384 und 386 erstreckt sich von der Auslaßausnehmung 386 aus eine Kerbe 412 (in der Darstellung von Fig. 9) nach rechts in Richtung zur Auslaßausnehmung 384. Das Strömungsmittel kann von der Auslaßausnehmung 386 längs der Kerbe zur Auslaßausnehmung 384 abströmen, was dazu beiträgt, die Strömungsmitteldrücke an den beiden Auslaßausnehmungen auszugleichen.

Die Auslaßausnehmung 388 liegt in der Mitte des Auslaßbogenstücks, so daß in ihr höhere Drücke entstehen können, als dies bei den anderen Auslaßausnehmungen 384, 386, 390 und 392 der Fall ist. Die mittlere Ausnehmung 388 weist daher zwei Kerben 414 und 416 auf, die sich in einander entgegengesetzten Richtungen zu den Auslaßausnehmungen 386 und 390 erstrecken, damit Flüssigkeit aus dem mittleren Bereich des Auslaßbogenstücks zu den Auslaßausnehmungen 386 und 390 abströmen kann. Die Aus" laßausnehmung 390 ist weiter von dem nächstfolgenden Einlaßbogenstück als die Auslaßausnehmung 392 entfernt.

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^ . 31 · Damit die Strömungsmitteldrücke an den Auslaßausnehmungen 390 und 392 ausgeglichen werden, ist eine Kerbe vorgesehen, die von der Ausnehmung 390 in Richtung zur Ausnehmung 392 verläuft.

. In den Figuren 9 und 12 sind zwar nur die Auslässe

bis 362 dargestellt, jedoch sind die Auslässe 244 bis 252 (Fig. 8) ebenso ausgebildet wie die Auslässe 254 bis 262. Die Pumpkammern 180 und die Gleitschuhe 164 , _Q' arbeiten mit den Auslässen 244 bis 252 ebenso wie mit den Auslassen 254 bis 262 zusammen. In der Endplatte sind Blindauslaßausnehmungen 420 (Fig„ 6) vorgesehen, damit axiale Strömungsinitteldruckkräfte auf den Rotor ausgeglichen werden.

Die Federfinger 222 bis 240 (Fig. 14) sind dem Strömungsmitteldruck an den Auslassen 244 bis 262 ausgesetzt. Wenn der Strömungsmitteldruck an den Auslassen 244 bis 262 groß genug wird, werden die Federfinger

_on 222 bis 240 vom geschlossenen Zustand (Fig„ 15) in den offenen Zustand (Fig. 16) betätigt. Damit ein glatter Fluß des Strömungsmittels durch die Auslässe 244 bis 262 um die im offenen Zustand befindlichen Federfinger 222 bis 240 erzielt wird, sind in der Außenseite der

_nc. Endplatte 174 bei den Auslassen 244 bis 252 längliche Auslaßausnehmungen 424 bis 432 (Fig. 13) angebracht. Ebenso sind an der Außenseite der Endplatte 174 bei den Auslassen 254 bis 262 längliche Auslaßausnehmungen bis 44.2 angebracht. Die länglichen Ausnehmungen 434

OQ bis 44 2 erstrecken sich von den Durchgängen 396 bis längs der Innenseite der Federfinger 232 bis 240 (Fig.13 und Fig. 14) radial nach außen.

Aufgrund der Länge der Ausnehmungen 424 bis 442 wird „p. ein glattes Fließen des Strömungsmittels aus den Auslassen 244 bis 262 erleichtert. Wie in den Figuren und 16 dargestellt ist, ist zwischen der Innenfläche 446 des Federfingers und einer Außenfläche 454 der End-

. IS- platte 174 eine längliche, keilförmige Öffnung 452 (Fig. 16) gebildet, wenn sich beispielsweise der Federfinger 240 aus der in Fig. 15 dargestellten geschlossenen Position in die in Fig. 16 dargestellte offene Position bewegt. Die relativ lange Öffnung 452 ermöglicht ein glattes Ausströmen des Strömungsmittels aus der Ausnehmung 442 in die Kammer 212 (Fig. 4).

Sobald der Druck in einer Pumpkammer 180 ausreicht, den jQ Einfluß des Strömungsmitteldrucks in der Kammer 212

und den Anfangswiderstand der Federfinger 240 zu überwinden, ist zum Bewegen des Federfingers 240 aus der geschlossenen Position von Fig. 15 in die vollständig geöffnete Position von Fig. 16 nur ein kleiner Druck-, c anstieg erforderlich, um den geringfügig ansteigenden Widerstand des Federfingers 240 gegen eine Bewegung zu überwinden. Das vom Federfinger 240 gebildete Ventil wird dadurch schnell geöffnet, so daß das Strömungsmittel glatt aus der Pumpkammer 180 zur Druckkammer 212 „₀ fließen kann. Die Druckkammer 212 steht über eine Leitung 460 (Fig. 4) mit einem (nicht dargestellten) Servolenkschieber in Verbindung, so daß das von einer Pumpkammer abgegebene Strömungsmittel von einer Servolenkvorrichtung in einem Fahrzeug ausgenutzt werden kann.

Wenn der Federfinger 240 in die in Fig. 16 dargestellte

völlig offene Position bewegt wird, stößt die Außenfläche 448 des Federfingers an eine ringförmige Innenfläche 464 des Halterings 266 an, damit die nach aus-QQ wärts gerichtete Bewegung des Federfingers begrenzt wird. Der Haltering 266 verhindert eine übermäßige Auswärtsbewegung des Federfingers 240, so daß keine dauerhafte Verformung des Federfingers unter dem Einfluß des Fließens des Strömungsmittels aus einer Pumpkammer auftreten kann.

In den Figuren 9 und 12 sind zwar nur die Auslässe 254 bis 262 dargestellt, jedoch sind die Auslässe 244 bis

252 ebenso ausgebildet, und sie arbeiten in der gleichen Weise wie die Auslässe 254 bis 262 mit der Pumpkammer 180 zusammen. Die Figuren 15 und 16 zeigen zwar nur den Federfinger 240, jedoch werden die anderen Federfinger . 222 bis 238 ebenso wie der Federfinger 240 betätigt.

Schmierung der Pumpenanordnung

Während des Betriebs der Pumpenanordnung 154 wird aufgrund der niedrigen Drücke an den Einlassen 190, 192, 194 und 196 (siehe Fig. 5 und Fig. 7) Strömungsmittel von einem zylindrischen Lager 472 (siehe Fig„ 4 und Fig. 5) abgezogen, das die Antriebswelle 186 zur Drehung um ihre Mittelachse trägt. Zum Schmieren des Lagers 472 sind in der Endplatte 174 Schmiermittelkanäle 476, 478, 480, 482, 484, 486, 488 und 490 (Fig. 8) angebracht. Ebenso sind in der gegenüberliegenden Endplatte 172 Schmiermittelkanäle 492, 494, 496, 498, 500, 502, 504 und 506 angebracht (siehe Fig. 6).

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Die Schmiermittelkanäle 476 bis 506 leiten eine begrenzte Schmiermittelströmung längs der axial gegenüberliegenden Stirnflächen des Rotors 162 zur Antriebswelle 186; dies geschieht an einer Stelle, die an das in Fig. 4 rechts liegende Ende des zylindrischen Lagers 472 angrenzt. Das Strömungsmittel wird längs des Lagers 472 zu einem Ende 412 eines Kanals 514 geleitet, der mit dem zylindrischen Vorratsraum 272 in Verbindung steht. Das Schmiermittel kann daher aus den Pumpkammern 180 durch die Schmiermittelkanäle 476 bis 506 zum Lager 472 strömen. Das Schmiermittel wird dann durch den Kanal 514 zum Vorratsraum geleitet.

Die Schmiermittelkanäle 476 bis 506 enden radial innerhalb der Gleitschuhschlitze 370 (siehe Fig. 12). Die axial äußeren Stirnflächen des Rotors 162 arbeiten daher mit den Endplatten 172 und 174 so zusammen* daß der Strömungsmittelfluß aus der Pumpkammer 180 zu den Schmier-

mittelkanälen 476 bis 506 begrenzt wird.

Abwandlung der Pumpenanordnung

In einer Pumpkammer am Ende eines Auslaßbogenstücks kann Strömungsmittel eingeschlossen werden. Als Folge davon kann in der Pumpkammer ein relativ hoher Strömungsmittel druck vorherrschen, wenn sich die Pumpkammer in das Einlaßbogenstück bewegt. Die relativ hohen Strömungsmitteldrücke können Gleitschuhvibrationen und anderen während des Betriebs der Pumpenanordnung auftretenden Lärm fördern. Die Pumpenanordnung 154 könnte so abgewandelt werden, wie in Fig. 17 dargestellt ist, damit ein in einer Pumpkammer eingeschlossenes Strömungsmittel zum Vorratsraum zurückgeleitet wird und der Flüssigkeitsdruck in der Pumpkammer dadurch entspannt wird, bevor die Pumpkammer in Strömungsverbindung mit dem Einlaßbogenstück kommt. Da die in Fig. 17 dargestellte Ausführungsform der Erfindung der in den Figuren 4 bis 16 dargestellten Ausführungsform gleicht, werden zur Bezeichnung gleicher Bauteile gleiche Bezugszeichen verwendet, wobei jedoch zur Vermeidung von Verwirrungen den Bezugszeichen in Fig. 17 jeweils der Buchstabe "a" hinzugefügt ist.

Die Pumpenanordnung 154a enthält einen Steuerring 156a, der einen Rotor 162a umgibt. Mehrere Gleitschuhe 164a werden von Federn 168a gegen den Steuerring gedrückt. Endplatten 172a und 174a arbeiten mit dem Steuerring 156a_f dem Rotor 162a und den Gleitschuhen 164a so zusammen, daß in der gleichen Weise, wie zuvor im Zusammenhang mit der Ausführungsform nach den Figuren 4 bis 16 beschrieben worden ist, Pumpkammern gebildet werden.

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird der radial innere Bereich jedes Gleitschuhschlitzes 37Oa in eine Strömungsverbindung mit dem Vorratsraum 272a gebracht,

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unmittelbar nachdem sich ein Gleitschuh 164a längs des Auslaßbogenstücks bewegt hat und bevor er mit dem Einlaßbogenstück in Eingriff kommt. Ein axial verlaufender Kanal 512 im Rotor 162a steht mit einer ovalen Einlaßöffnung 514 zu einem in der Endplatte 172a gebildeten Kanal 516 in Verbindung. Der Kanal 516 steht mit dem Vorratsraum 272a in Strömungsverbindung. Eine unterhalb des Gleitschuhs 164a eingeschlossene Flüssigkeit oder ein dort befindliches Flüssigkeits-Luft-Gemisch kann aus dem Gleitschuhschlitz 37Oa durch einen im Rotor 162a angebrachten Kanal 520 entweichen. Das Strömungsmittel wird längs des Kanals 512 zum Kanal 516 geleitet, der zum Vorratsraum führt.

Resümee

Mit Hilfe der Erfindung wird eine Pumpenanordnung 154 geschaffen, bei der nach Erreichen einer vorbestimmten Betriebsdrehzahl das zu ihrem Antrieb erforderliche Drehmoment herabgesetzt wird, ohne daß die von ihr abgegebene Strömungsmenge verringert wird. Durch Herabsetzen des zum Antrieb der Pumpenanordnung 154 bei relativ hohen Drehzahlen erforderlichen Drehmoments können beträchtliche Energieeinsparungen erhalten werden, wenn die Pumpenanordnung 154 zum Zuführen von Strömungsmittel zum Steuerschieber einer Servolenkung in ein Fahrzeug verwendet wird. Zur Erzielung der Herabsetzung des Drehmoments weist die Pumpenanordnung 154 Strömungsmitteleinlaß blenden auf, die nach überschreiten einer vorbestimmten Pumpenbetriebsdrehzahl den in die Pumpkammern 180 einfließenden Flüssigkeitsstrom so begrenzen, daß jede Pumpkammer nur mehr teilweise mit Flüssigkeit gefüllt wird, während der Rest der Pumpkammer mit Luft gefüllt wird.

Wenn sich eine Pumpkammer 180 längs eines Auslaßbogenstücks bewegt, wird ihre Größe verringert, und der in ihr herrschende Strömungsmitteldruck wird erhöht. Längs

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des Auslaßbogenstücks sind mehrere Auslässe 244 bis angeordnet. Den Auslassen sind jeweils Rückschlagventile (Fig. 14) zugeordnet. Jedes Rückschlagventil bewirkt ein Blockieren des Strömungsmittelflusses aus einer Pumpkammer 180 durch einen Auslaß, bis der Strömungsmitteldruck in der Pumpkammer wenigstens so groß wie der Druck ist, mit dem das Strömungsmittel von der Pumpenanordnung abgegeben wird. Auf diese Weise werden ein nachteiliger Rückfluß und Stoßwellen in den Pumpkammern 2Q auf ein Minimum herabgesetzt, was zu einer Reduzierung des während des Betriebs der Pumpenanordnung erzeugten Lärms führt.

Die Rückschlagventile sind von elastisch auslenkbaren Federfingern 222 bis 240 gebildet. Die Federfinger bis 240 sind unter dem Einfluß des gegen ihre Außenfläche 448 wirkenden Pumpenauslaßdrucks in eine geschlossene Position vorgespannt. Die Innenflächen 446 der Federfinger 222 bis 24O sind der Reihe nach in je-2Q der der Pumpkammern 180 dem Strömungsmitteldruck ausgesetzt. Wenn der Strömungsmitteldruck in einer Pumpkammer den Pumpenauslaßdruck überschreitet, wird ein Federfinger vom geschlossenen Zustand, in dem der Strömungsmittelfluß durch einen Pumpenauslaß blockiert ist, unter dem «κ Einfluß des in einer Pumpkammer herrschenden Strömungsmitteldrucks in einen offenen Zustand bewegt. Die Federfinger 222 bis 240 können zwar an verschiedenen Stellen angebracht sein, doch sind sie vorteilhafterweise an einer Endplatte 174 der Pumpenanordnung befestigt.

Die Pumpenanordnung 154 ist eine mit gleitschuhartigen

Flügeln ausgestattete Pumpe; sie enthält einen Rotor 162, in dem Pumpelemente, nämlich Gleitschuhe 164, angebracht sind. Ein Lager 472 für den Rotor 162 wird durch gg ein Strömungsmittel geschmiert, das dem Lager aus den Pumpkammern 180 längs Strömungswegen zugeführt wird, die Kanäle 476 bis 506 enthalten, die zwischen den Endplatten 172 und 174 (Fig. 6 und Fig. 8) der Pumpenanordnung und dem Rotor gebildet sind.

Claims (1)

1. PRSNZ, BUNKE.& PAJRFFNJ&R—.

   Patentanwälte · Eupopsa© 'Patent Attorneys' - O O 1 Ω Π η Π

   .%».*" ·· ·»· ·· °" 30 IuUUU München Stuttgart

   24. Mai 1983

   TRW INC.

   23555 Euclid Avenue

   Cleveland, Ohio 44117 /V.St.A.

   Unser Zeichen: T 3620

   Patentansprüche

   Π j Drehkolbenpumpe, bei der sich das von ihr bei jeder Umdrehung abgegebene Flussigkeitsvolumen mit zunehmender Betriebsdrehzahl verringert, mit einer Steuervorrichtung zum Festlegen von Strömungsmitteleinlaß- und Strömungsmittelauslaßbogenstücken in kreisförmiger Anordnung, Vorrichtungen, die mit der Steuervorrichtung so zusammenwirken , daß mehrere Pumpkammern zur Aufnahme von Flüssigkeit oder von Flüssigkeit und Luft entstehen, wobei die Pumpkammern von der Steuervorrichtung umgeben sind und nacheinander längs einer kreisförmigen Bahn beweglich sind, die sich längs der Einlaß- und Auslaßbogenstücke erstreckt, und mit dem Einlaßbogenstück in Strömungsverbindung stehenden Vorrichtungen, die jeder der Pumpkammern bei deren Bewegung längs des Einlaßbogenstücks ein Flussigkeitsvolumen zuleiten, das mit steigender Betriebsdrehzahl der Pumpenanordnung abnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß Absperrvorrichtungen vorgesehen sind, die das Abströmen von Strömungsmittel aus den Pumpkammern blockieren, während sich die Pumpkammern über eine Strecke längs des Auslaßbogenstücks bewegen, die zunimmt, wenn die Be-

   Schw/bl

   triebsdrehzahl der Pumpenanordnung ansteigt, und daß die Absperrvorrichtungen (a) eine sich längs des Auslaßbogenstücks erstreckende Gruppe von Auslassen, von denen jeder nacheinander mit den Pumpkammern in Strömungsverbindung gebracht wird, wenn sie sich längs des Auslaßbogenstücks bewegen, und (b) mehrere längliche Federfinger enthalten, die jeweils einen festen Endbereich und einen freien Endbereich aufweisen, der aus einem geschlossenen Zustand, in dem er den Strömungsmittelfluß durch einen der Auslässe blockiert, unter dem Einfluß, des Strömungsmitteldrucks in einer der Pumpkammern bei deren Bewegung längs des Auslaßbogenstücks in einen offenen Zustand beweglich ist.

   2. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel, die die Federfinger einem Strömungsmitteldruck aussetzen, die sich abhängig von Schwankungen des Drucks ändert, mit dem Strömungsmittel von der Pumpe abgegeben wird und der die Federfinger in den geschlossenen Zustand drückt.

   3. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil des Auslaßbogenstücks eine Fläche aufweist, die von einem ersten Endbereich des Auslaßbogenstücks in der Bewegungsrichtung der Pumpkammern gegen einen zweiten Endbereich des Auslaßbogenstücks gegen die Mitte der Bewegungsbahn der Pumpkammern in einem konstanten Maß längs des Auslaßbogenstücks geneigt verläuft.

   4. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslässe mehrere öffnungen und mehrere längliche Nuten enthalten, daß jeder der Federfinger über einer der Nuten angeordnet ist, daß die freien Endbereiche der Federfinger erste Flächen aufweisen, die den Flüssigkeitsstrom aus den länglichen Nuten blockieren, wenn sich die freien Endbereiche der Federfinger im geschlossenen Zustand befinden, und daß die freien End-

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   bereiche der Federfinger im Abstand von den Nuten liegen, wenn sie sich im offenen Zustand befinden, so daß ein Strömungsmittelfluß aus den Nuten ermöglicht wirda

   5. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse wenigstens zum Teil eine Äuslaßkammer bildet, die von den Pumpkammern abgegebenes Strömungsmittel empfängt, daß die Federfinger zweite Flächen aufweisen, die dem Strömungsmitteldruck in der. Auslaßkammer ausgesetzt sind, so daß die ersten Flächen der Federfinger gegen die Nuten gedrückt werden, und daß sich der auf die zweiten Flächen der Federfinger ausgeübte Strömungsmitteldruck in Abhängigkeit von dem Druck ändert, mit dem das Strömungsmittel aus den Pumpkammern abgegeben wird.

   6. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen zur Bildung mehrerer Pumpkammern einen um eine Mittelachse drehbaren Rotor aufxveisen, der von der Steuervorrichtung umgeben ist, daß der Rotor in einem Lager um seine Mittelachse drehbar gelagert ist, daß mit dem Rotor drehbar am Rotor mehrere Pumpelemente angebracht sind, die sich radial nach außen in Eingriff mit der Steuervorrichtung erstrecken, daß angrenzend an gegenüberliegende axiale Enden des Rotors erste und zweite Endglieder angebracht sind, die mit der Steuervorrichtung, den Pumpelementen und dem Rotor so zusammenwirken, daß sie wenigstens teilweise die Pumpkammern festlegen, und daß zwischen einer axialen Stirnfläche des Rotors und einem der Endglieder mehrere Kanäle gebildet sind, die Flüssigkeit wenigstens zum Teil längs mehrerer Wege leiten, die von den Pumpkammern zu dem Lager verlaufen, damit den Lager ein Schmierflüssigkeitsstrom zugeführt wird.

   7. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen zur Bildung mehrerer Pumpkammern einen um eine Mittelachse drehbaren Rotor enthalten,

   der von der Steuervorrichtung umgeben ist, daß an dem Rotor mehrere mit diesem drehbare Pumpelemente angebracht sind, die sich jeweils radial nach außen in Eingriff mit der Steuervorrichtung erstrecken, daß angrenzend an gegenüberliegende axiale Enden des Rotors erste und zweite Endglieder angebracht sind, die mit der Steuervorrichtung, den Pumpelementen und dem Rotor so zusammenwirken, daß sie wenigstens teilweise die Pumpkammern festlegen, daß die mit dem Einlaßbogenstück in Strömungsverbindung stehenden Vorrichtungen einen Einlaßdurchgang enthalten, der ein an eine radial verlaufende Fläche eines der Endglieder angrenzendes offenes Ende sowie eine erste Steuerfläche aufweist, die in der Bewegungsrichtung der Pumpelemente vom offenen Ende des Einlaßdurchgangs zu der radial verlaufenden Fläche eines der Endglieder hin geneigt verläuft, damit der Reihe nach ein allmähliches Blockieren der Strömungsverbindung zwischen dem Einlaßdurchgang und jeder der Pumpkammern erzielt wird, wenn sich die. Pumpkammern aus dem Einlaßbogenstück herausbewegen.

   8. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine zweite Steuerfläche, die entgegen der Bewegungsrichtung der Pumpelemente vom offenen Ende des Einlaß-. durchgangs gegen die radial verlaufende Fläche eines der Endglieder hin schräg verläuft, damit nacheinander eine allmähliche Zunahme der Strömungsverbindung zwischen dem Einlaßdurchgang und jedem der Pumpkammern erreicht wird, wenn sich die Pumpkammern in das Einlaßbogenstück hineinbewegen.

   9. Drehkolbeilpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Steuervorrichtung zur Festlegung mehrerer Pumpkammern zusammenwirkenden Vorrichtungen einen um seine Mittelachse drehbaren und von der Steuervorrichtung umgebenen Rotor enthalten, daß der Rotor eine äußere Umfangsfläche aufweist, die vom Anfang eines Endbereichs des Auslaßbogenstücks um einen ersten radia-

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   len Abstand entfernt verläuft und von einem Ende des Endabschnitts des Auslaßbogenstücks um einen zweiten radialen Abstand entfernt verläuft, der kleiner als der erste Abstand ist, daß an dem Rotor mehrere Pumpelemente beweglich angebracht sind, die sich radial nach außen in Eingriff mit der Steuervorrichtung erstrecken, daß die Pumpelemente unter dem Einfluß von Kräften radial nach innen gegen die Mittelachse des Rotors beweglich sind, die von der Steuervorrichtung auf die Pumpelemente aus-

   -^Q geübt werden, wenn sich die Pumpkammern längs des Auslaßbogenstücks bewegen, daß angrenzend an gegenüberliegende axiale Enden des Rotors erste und zweite Endglieder angeordnet sind, die mit der Steuervorrichtung, den Purapelementen und dem Rotor so zusammenwirken, daß

   I^ sie wenigstens teilweise die Pumpkammern festlegen, daß die Auslässe mehrere Ausnehmungen enthalten, die in einem der Endglieder angebracht sind und eine radiale Ausdehnung haben, die längs des Auslaßbogenstücks von einer angrenzend an den Anfang des Endbereichs des Auslaßbogenstücks angeordneten Ausnehmung an, die eine relativ große radiale Ausdehnung hat, zu einer Ausnehmung hin abnimmt, die angrenzend an das Ende des Endbereichs des Auslaßbogenstücks angeordnet ist und eine relativ kleine radiale Ausdehnung hat, damit eine allgemein konstante räumliche Beziehung zwischen den radial äußeren Randbereichen der Ausnehmungen und den Pumpelementen erzielt wird, wenn sich die Pumpelemente längs des Auslaßbogenstücks und nach innen in Richtung zur Mittelachse des Rotors bewegen.

   TO. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an den gegenüberliegenden Enden der Gruppe von Auslassen liegenden Auslässe angrenzend an Bereiche mit relativ niedrigem Druck angeordnet sind, wodurch die Tendenz besteht, daß Strömungsmittel aus den Auslassen an den Enden der Gruppe zu Bereichen mit relativ niedrigem Druck ausströmt, und daß Vorrichtungen vorgesehen sind, die das Abströmen von Strömungsmittel aus Aus-

   lassen in einem Mittelbereich der Gruppe von Auslassen gegen Auslässe fördern, die angrenzend an die Enden der Gruppe von Auslässen angeordnet sind_f damit der Strömungsmitteldruck zwischen den im Mittelbereich der Gruppe und den an den Enden der Gruppe angeordneten Auslässen ausgeglichen wird.

   11. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Vorrichtungen zum Begrenzen des Ausmaßes der Bewegung der freien Endbereiche der Federfinger vorgesehen sind, die diese freien Endbereiche durchführen, wenn sie sich vom geschlossenen Zustand in den offenen Zustand bewegen.