WO2009019095A1

WO2009019095A1 - Flügelzellenpumpe mit verringerter flächenpressung der flügel

Info

Publication number: WO2009019095A1
Application number: PCT/EP2008/058756
Authority: WO
Inventors: René Constantin SCHEERER; Stefan Merz; Gordon Ulrich Mohn; Martin Josef Zug
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-08-09
Filing date: 2008-07-07
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2010-02-09
Also published as: DE102007037666A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Flügelzellenpumpe mit einem Rotor (15), in dem Flügelschlitze (17) zur Aufnahme darin in radialer Richtung verschiebbarer Flügel ausgebildet sind. Die Flügelschlitze (17) erstrecken sich in radialer Richtung bis zu einer äußeren Umfangsfläche des Rotors (15). Die den Flügelschlitz (17) in Umfangsrichtung begrenzenden Flügelschlitzflächen (23, 24) des Rotors (15) verlaufen so, dass sich der Schlitz in Richtung zu der äußeren Umfangsfläche des Rotors (15) hin aufweitet.

Description

Flügelzellenpumpe mit verringerter Flächenpressung der

Flügel

Die Erfindung betrifft eine Flügelzellenpumpe mit einem Rotor, in dem Flügelschlitze zur Aufnahme in radialer Richtung darin verschiebbarer Flügel ausgebildet sind, wobei sich die Flügelschlitze in radialer Richtung bis zu einer äußeren Umfangsflache des Rotors erstrecken.

Aus der DE 33 33 647 Al ist eine Flügelzellenpumpe mit verstellbarem Fördervolumen bekannt. Zur Verstellung des Fördervolumens ist ein Hubring so schwenkbar gelagert, dass eine Exzentrizität des Hubrings bezüglich eines Rotors einstellbar ist. Der Rotor ist in dem Hubring angeordnet und weist eine Mehrzahl von Flügelschlitzen auf. Die Flügelschlitze erstrecken sich in radialer Richtung bis zu einem Außenumfang des Rotors. In den Flügelschlitzen sind Flügel radial verschiebbar angeordnet, deren Kopfenden an einer auf der Innenseite des Hubrings ausgebildeten Laufbahn anliegen. Zum Zuführen und Abführen von Druckmittel ist jeweils eine Steuerniere in einem den Rotor und den Hubring aufnehmenden Gehäuse ausgebildet. Auf der gegenüberliegenden Seite des Rotors und des Hubrings wird das Gehäuse durch einen Deckel verschlossen. Die Flügelschlitze sind in Form von Nuten in den Rotor eingebracht, wobei die die Flügelschlitze in Umfangsrichtung beidseitig begrenzenden

Flügelschlitzflächen parallel zueinander ausgebildet sind. Bei einem Betrieb der Pumpe und einer damit verbundenen auf einen Flügel wirkenden Kraft legen sich die Flügel an den Flügelschlitzflächen an.

Gegenüberliegend der förderseitigen Steuerniere ist in dem die Flügelzellenpumpe verschließenden Deckel eine Entlastungsniere vorgesehen. Durch die Entlastungsniere wird nicht nur auf der Seite der förderseitigen Steuerniere eine hydraulische Kraft auf eine seitliche Stirnfläche des Flügels erzeugt, sondern auch auf der gegenüberliegenden Seite. Eine einseitig axial wirkende hydraulische Kraft auf den Flügel wird damit verhindert.

An der bekannten Flügelzellenpumpe ist es nachteilig, dass die mit dem förderseitigen Druck beaufschlagten Flügel gegen eine die Flügelschlitze begrenzende Flügelschlitzfläche gepresst werden. Die parallelen Flügelschlitzflächen der Flügelschlitze führen dazu, dass im Bereich nahe der äußeren Umfangsflache des Rotors eine erhebliche Flächenpressung zwischen dem Flügel und der Flügelschlitzfläche erzeugt wird. Dies führt zu unerwünschtem Verschleiß der Flügelzellenpumpe.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Flügelzellenpumpe mit reduziertem Verschleiß zu schaffen.

Die Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Flügelzellenpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst .

Die erfindungsgemäße Flügelzellenpumpe weist einen Rotor auf, in dem Flügelschlitze zur Aufnahme in radialer Richtung darin verschiebbarer Flügel ausgebildet sind. Die Flügelschlitze erstrecken sich in radialer Richtung bis zu einer äußeren Umfangsflache des Rotors. Die den Flügelschlitz in Umfangsrichtung begrenzenden Flügelschlitzflächen des Rotors verlaufen so, dass sich die Schlitze in Richtung zu dem Außenumfang des Rotors hin aufweiten. Der Verlauf der den Flügelschlitz begrenzenden Flügelschlitzflächen hat den Vorteil, dass die

Flächenpressung zwischen dem Flügel und dem Rotor verringert wird. Der sich aufweitende Flügelschlitz stützt den Flügel über eine größere Fläche ab, da sich durch die Biegung des Flügels der Flügel an die Flügelschlitzfläche besser anlegen kann. Die bei parallelen

Flügelschlitzflächen erhebliche Druckbelastung zwischen dem Flügel und der Flügelschlitzfläche im Bereich nahe des Außenumfangs des Rotors wird damit auf einen größeren Bereich verteilt und die Verschleißeigenschaften der Flügelzellenpumpe werden verbessert.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Flügelzellenpumpe ausgeführt.

Es ist vorteilhaft, dass die Flügelschlitzflächen gekrümmt verlaufen und insbesondere dass die Krümmung der Flügelschlitzfläche einer Biegelinie eines Flügels entspricht. Bei einer der Biegelinie des Flügels entsprechenden Krümmung der Flügelschlitzfläche wird eine besonders gleichmäßige Druckverteilung zwischen dem Flügel und der abstützenden Flügelschlitzfläche erreicht. Dabei ist es besonders bevorzugt, dass die Krümmung der Flügelschlitzfläche der Biegelinie des Flügels bei maximalem Pumpendruck der Flügelzellenpumpe entspricht.

Zur weiteren Verbesserung der Verschleißfestigkeit ist es bevorzugt, dass zumindest in jeweils einer der den Flügelschlitz begrenzenden Flügelschlitzflächen eine

Öltasche ausgebildet ist. Durch eine solche Öltasche wird die hydrodynamische Entlastung des sich radial in dem Flügelschlitz verschiebenden Flügels bei einer Drehung des Rotors verbessert. Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn die Öltaschen mit einer Druckmittelzuflussleitung verbunden sind, über die das der Öltasche zugeführte Druckmittel jeweils nachgeführt wird. In den Öltaschen wird eine hydrostatische Kraft auf den Flügel aufgebaut, die die hydrodynamische Entlastung weiter verbessert. Es wird eine Leckage von Druckmittel aus dem Flügelschlitz erzeugt, wodurch nicht nur die hydrodynamische Entlastung verbessert ist, sondern darüber hinaus auch ein Spüleffekt eintritt. Dieser Spüleffekt ist besonders dann vorteilhaft, wenn verschmutztes Druckmittel durch die Flügelzellenpumpe gefördert wird.

Die Ausbildung einer mit einer Druckmittelzuflussleitung verbundenen Öltasche ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Flügelzellenpumpe in eine Pumpeneinheit integriert ist und die Druckmittelzuflussleitung mit einem förderseitigen Druck einer Hauptpumpe beaufschlagt ist. Die in eine Pumpeneinheit integrierte Flügelzellenpumpe ist eine Hilfs- oder Ladepumpe der Pumpenheit, so dass der förderseitige Druck der Flügelzellenpumpe unter dem durch die Hauptpumpe bereitgestellten Druck liegt. Damit kann durch die Anbindung der Öltaschen an die Druckseite der Hauptpumpe sichergestellt werden, dass auch bei maximalem Pumpendruck der Flügelzellenpumpe eine Leckage von

Druckmittel aus den Öltaschen in die jeweils förderseitige Kammer der Flügelzellenpumpe möglich ist.

Zur weiteren Verringerung des Verschleißes ist es bevorzugt, die Kopfenden der Flügel, die an einer Laufbahn der Flügelzellenpumpe anliegen, so auszubilden, dass zwischen dem Flügel und der Laufbahn ein vorderer und ein hinterer Schmierkeil ausgebildet werden. Der vordere Schmierkeil ist größer als der hintere Schmierkeil. Eine solche Ausbildung eines vergrößerten vorderen Schmierkeils hat den Vorteil, dass bei der Inbetriebnahme der Flügelzellenpumpe, bei niedrigen Drehzahlen und/oder niederviskosem Öl durch das in den vorderen Schmierkeil eintretende Druckmittel der Flügel rasch aufschwimmt und sich somit ein Ölfilm zwischen dem Flügel und der Laufbahn ausbildet. Dieser Ölfilm sorgt für eine weitere hydrodynamische Entlastung und reduziert damit den Verschleiß des Flügels im Bereich seines Kopfendes und andererseits an der Laufbahn erheblich.

Das Kopfende ist vorzugsweise gerundet ausgebildet. Die Rundung des Kopfendes entspricht in einem Querschnitt durch einen Flügel insbesondere einem Kreisbogenabschnitt. Dabei ist es bevorzugt, wenn der Mittelpunkt des Kreisbogenabschnitts auf einer Linie liegt, die die Dicke des Flügels im Verhältnis 2/3 zu 1/3 teilt. Eine solche Teilung der Dicke des Flügels 2/3 zu 1/3 hat insbesondere den Vorteil, dass einerseits der vordere Schmierkeil groß genug ist, um ein rasches Aufschwimmen des Flügels sicherzustellen und anderseits der Berührpunkt zwischen dem Flügel und der Laufbahn doch weit genug von der hinteren Kante des Flügels entfernt liegt. Der dadurch ausgebildete hintere Schmierkeil verbessert die

Strömungsbedingungen beim Durchtritt von Schmiermittel zwischen dem Kopfende des Flügels und der Laufbahn.

Um ferner eine axiale Kraft, die durch den förderseitigen Druck auf den Flügel entsteht, zu kompensieren, ist es bevorzugt, dass die Flügelzellenpumpe zusätzlich zu einer auf einer Seite des Rotors angeordneten förderseitigen Steueröffnung eine dieser Steueröffnung gegenüberliegende Entlastungsnut aufweist. Durch diese Entlastungsnut wirkt der förderseitige Druck der Flügelzellenpumpe nicht nur auf der Seite der Steueröffnung, sondern auch in entgegengesetzter Richtung auf der Seite der Entlastungsnut. Die auf den Flügel in axialer Richtung wirkenden Kräfte kompensieren sich daher gegenseitig und der Flügel wird nicht in axialer Richtung gegen das

Gehäuse bzw. den Deckel gepresst. Infolgedessen reduziert sich der mechanische Verschleiß. Eine besonders einfache Ausführung ergibt sich, wenn die Entlastungsnut in dem Deckel und die förderseitige Steueröffnung in einem Gehäuse der Flügelzellenpumpe angeordnet ist.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Flügelzellenpumpe ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Pumpeneinheit bestehend aus einer Hauptpumpe und einer in eine Anschlussplatte integrierten Flügelzellenpumpe;

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Rotors der erfindungsgemäßen Flügelzellenpumpe mit sich erweiternden Flügelschlitzen; Fig. 3 einen Querschnitt durch den Rotor der Fig. 2 zur Verdeutlichtung der in den Flügelschlitzflächen angeordneten Öltaschen;

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung eines Flügels und eines Teils eines Hubrings zur Verdeutlichung der Geometrie des Kopfendes des Flügels; und

Fig. 5 eine Ansicht eines Deckels der Flügelzellenpumpe in axialer Richtung mit einer Entlastungsöffnung.

In der Fig. 1 ist eine Pumpeneinheit 1 dargestellt, die in einem Gehäuse bestehend aus einem topfförmigen ersten Gehäuseteil 2 und einem zweiten Gehäuseteil angeordnet ist. Das zweite Gehäuseteil ist als Anschlussplatte 3 ausgeführt und verschließt das topfförmige Gehäuseteil 2.

In dem topfförmigen Gehäuseteil 2 ist eine Hauptpumpe 4 angeordnet. Die Hauptpumpe 4 ist im dargestellten

Ausführungsbeispiel eine Axialkolbenmaschine. In der Anschlussplatte 3 ist eine Ladepumpe in Form einer Flügelzellenpumpe 5 ausgebildet. Die Hauptpumpe 4 und die Flügelzellenpumpe 5 werden durch eine gemeinsame Antriebswelle 6 angetrieben. Die Antriebswelle 6 durchdringt den Boden des topfförmigen Gehäuseteils 2. An dem dort herausragenden Ende der Antriebswelle 6 ist eine Verzahnung 7 ausgebildet. Die Verzahnung 7 ermöglicht es, die Antriebswelle 6 mit einer Drehmoment erzeugenden Einrichtung zu verbinden.

Die Hauptpumpe 4 weist eine Zylindertrommel 8 auf, in der in Längsrichtung Zylinderbohrungen angeordnet sind. Die Mehrzahl von Zylinderbohrungen ist über einen Umfangskreis verteilt in der Zylindertrommel angeordnet. In jeder dieser Zylinderbohrungen ist ein Kolben längs verschieblich angeordnet. Die Kolben 7 ragen an einem Ende aus der Zylindertrommel 8 heraus und sind dort gelenkig mit je einem Gleitschuh 10 verbunden. Die Gleitschuhe 10 stützen sich auf einer Schrägscheibe 11 ab. In Abhängigkeit von dem Neigungswinkel zwischen der

Schrägscheibe 11 und der Antriebswelle 6 führen bei einer Drehung der Antriebswelle 6 die Kolben 9 in den Zylinderbohrungen und der Zylindertrommel 8 eine Hubbewegung aus .

In der Anschlussplatte 3 ist ein Einlasskanal 12 und ein Auslasskanal 13 ausgebildet. Über den Einlasskanal 12 wird durch die Hauptpumpe 4 Druckmittel angesaugt. Während einer Umdrehung der Zylindertrommel 8 stehen die Zylinderbohrungen auf der der Anschlussplatte 3 zugewandten Seite in Kontakt mit dem Einlasskanal 12. Druckmittel wird infolgedessen in die Zylinderbohrung eingesaugt und während eines Druckhubs durch die in den Zylinderbohrungen angeordneten Kolben 9 in den Auslasskanal 13 verdrängt.

Die dargestellte Pumpeneinheit 1 ist eine Einheit aus der Ladepumpe, die durch die Flügelzellenpumpe 5 ausgebildet wird, und der Hauptpumpe 4. Die Flügelzellenpumpe 5 ist in einer Ausnehmung 14 in der Anschlussplatte 3 angeordnet, die damit einen Teil eines Gehäuses der Flügelzellenpumpe 5 bildet, und wird ebenfalls durch die Antriebswelle 6 angetrieben. Die Antriebswelle 6 ragt hierzu mit einem freien Wellenende 16 in die Ausnehmung 14 hinein. Dort ist der Rotor 15 auf dem freien Wellenende 16 angeordnet und mit dem freien Wellenende 16 drehfest verbunden. Die Ausnehmung 14 ist von der von der Hauptpumpe 4 abgewandten Seite in die Anschlussplatte 3 eingebracht. Die Ausnehmung 14 nimmt den Rotor 15 der Flügelzellenpumpe 5 sowie einen Hubring 19 auf. Der Hubring 19 umgibt den Rotor 15 und ist exzentrisch zu diesem angeordnet. Zur Bestimmung der Lage des Rotors 15 und damit der Exzentrizität ist im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Druckkammer zwischen der Ausnehmung 14 und dem Hubring 19 ausgebildet. Diese Druckkammer ist mit dem Einlasskanal 12 über eine Stelldruckleitung 20 verbunden. In der Druckkammer wirkt damit eine hydraulische Kraft, die als Stellkraft den Hubring 19 in der Fig. 1 nach unten zu verstellen versucht. In entgegen gesetzter Richtung wirkt eine in der Fig. 1 nicht erkennbare Rückstellvorrichtung auf den Hubring 19.

In dem Rotor 15 sind mehrere in radialer Richtung ausgebildete Nuten als Flügelschlitze 17 angeordnet. In jedem dieser Flügelschlitze 17 ist ein Flügel 18 geführt.

Der Flügel 18 ist in radialer Richtung verschiebbar in dem

Flügelschlitz 17 angeordnet und wirkt dichtend mit einer

Laufbahn des Hubrings 19 zusammen.

Die Ausnehmung 14 der Anschlussplatte 3 ist durch einen

Deckel 21 verschlossen. Zum Abdichten ist in einer Nut des

Deckels 21 ein O-Ring angeordnet.

Die Integration der erfindungsgemäßen Flügelzellenpumpe 5 in die Pumpeneinheit 1 der Fig. 1 stellt lediglich eine bevorzugte Anwendung der erfindungsgemäßen Flügelzellenpumpe 5 dar. Es ist zu beachten, dass die nachfolgenden Ausführungen zur Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Flügelzellenpumpe 5 jedoch auch bei einer separaten Flügelzellenpumpe Anwendung finden können. Während in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 einerseits durch die Anschlussplatte 3 und andererseits durch den Deckel 21 die beiden an den Rotor 15 angrenzende Bauteile gebildet werden, können daher auch zwei Gehäuseteile einer separaten Flügelzellenpumpe diese Bauteile bilden. Insbesondere ist es auch denkbar, dass zwischen den Gehäuseteilen bzw. der Anschlussplatte und dem Rotor eine oder mehrere Steuerplatten angeordnet sind (sog. Sandwichbauweise) , in der die Steueröffnungen zum Verbinden der Kammern mit einer Saugleitung und einer Förderleitung der Flügelzellenpumpe 5 ausgebildet sind.

Die nachfolgenden Ausführungen, die entweder ein

Gehäuseteil einer Flügelzellenpumpe 5 oder aber einen Deckel einer Flügelzellenpumpe 5 betreffen, treffen dann in entsprechender Weise auch auf solche Steuerplatten zu.

Der Rotor 15 der Flügelzellenpumpe ist in einer

Seitenansicht in der Fig. 2 dargestellt. Der Rotor 15 weist insgesamt vier Flügelschlitze 17.1 bis 17.4 auf. Die Flügelschlitze 17.1 bis 17.4 erstrecken sich in axialer Richtung von einer Seitenfläche des Rotors 15 bis zur gegenüberliegenden Seitenfläche des Rotors 15, so dass in axialer Richtung ein in den Flügelschlitzen 17.1 bis 17.4 angeordneter Flügel 18.1 oder 18.2 darin verschoben werden kann. Zudem sind die Flügelschlitze 17 zu einer äußeren Umfangsflache 21 des Rotors 15 hin offen und die Flügel 18.1 und 18.2 können darin eine Bewegung in radialer Richtung ausführen. Aufgrund dieser radialen Bewegung steht ein Kopfende der Flügel 18 mit einer Laufbahn des Hubrings 19 in Kontakt, wie es nachfolgend unter Bezugnahme der Fig. 4 noch erläutert wird.

Die Flügelschlitze 17 erstrecken sich von einem ersten Durchmesser di, der den minimalen Abstand der Flügelschlitze 17 von der Rotationsachse des Rotors 15 festlegt, bis zu einer äußeren Umfangsflache 21 des Rotors 15. In Richtung zu der äußeren Umfangsflache 21 des Rotors 15 hin weitet sich der Flügelschlitz 17 jeweils auf. Dies wird unter Bezugnahme auf den dritten Flügelschlitz 17.3 noch verdeutlicht. Die Drehrichtung des Rotors 15 bei einer Förderdung von Druckmittel ist mittels eines Pfeils

22 gekennzeichnet.

Der Flügelschlitz 17.3 wird in Umfangsrichtung durch eine hintere Flügelschlitzfläche 23 und eine vordere Flügelschlitzfläche 24 in Umfangsrichtung begrenzt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind sowohl die hintere Flügelschlitzfläche 23 als auch die vordere

Flügelschlitzfläche 24 teilweise gekrümmt. Das dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine Unterteilung des Flügelschlitzes 17.3 in einen ersten Bereich 17' und einen zweiten Bereich 17' '. Um in Abhängigkeit von der jeweiligen radialen Position des Flügels 18 das Spiel des Flügels 18 in dem Flügelschlitz 17.3 klein zu halten, verlaufen in dem ersten, zu Rotationsachse hin orientierten Bereich 17', die hintere Flügelschlitzfläche

23 und die vordere Flügelschlitzfläche 24 parallel zueinander. Die Breite des Flügelschlitzes 17.3 entspricht dabei etwa einer Dicke t des darin angeordneten Flügels 18.

In dem zweiten, nach außen orientierten Abschnitt 17'' des Flügelschlitzes 17.3 weitet sich dagegen der Flügelschlitz 17.3 auf. Dies wird in dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine gekrümmte Ausbildung sowohl der hinteren Flügelschlitzfläche 23 als auch der vorderen Flügelschlitzfläche 24 erreicht. Die Krümmung ist symmetrisch zu einer Mittellinie des Flügelschlitzes 17.3. Die symmetrische Krümmung der vorderen und der hinteren Flügelschlitzflächen 23 und 24 hat zur Folge, dass eine Orientierung bei der Montage des Rotors 15 nicht beachtet werden muss. Ferner wird durch eine symmetrische Ausbildung der Flügelschlitze 17 dem Kraftrichtungswechsel während einer Drehung des Rotors 15 Rechnung getragen. Die Krümmung der hinteren Flügelschlitzfläche 23 und der vorderen Flügelschlitzfläche 24 entspricht dabei einer Biegelinie des in dem Flügelschlitz 17.3 angeordneten Flügels 18. Damit kann sich der in dem Flügelschlitz 17.3 angeordnete Flügel unter Belastung, wie sie im Betrieb der Flügelzellenpumpe 5 durch den förderseitigen Druck entsteht, an die Flügelschlitzfläche 23 oder 24 im Bereich des zweiten Abschnitts 17' ' anlegen. Eine erhöhte Belastung der Flügelschlitzflächen 23, 24 im Bereich nahe des Außenumfangs 21 wird somit verhindert. Die gesamte

Kraft, die durch den förderseitigen Druck auf den Flügel 18 ausgeübt wird, und eine das Gegenmoment bildende Kraft, die an dem inneren Flügelende durch die vordere Flügelschlitzfläche 24 aufgebracht wird, werden gleichmäßig über den zweiten Abschnitt 17' ' des Flügelschlitzes 17.3 verteilt.

Der besseren Übersichtlichkeit wegen wurden die Ausführungen zur Geometrie der Flügelschlitze 17.1 bis 17.4 ausschließlich anhand des Beispiels des dritten

Flügelschlitzes 17.3 gemacht. Es ist jedoch aus der Fig. 2 ersichtlich, dass alle Flügelschlitze 17.1, 17.2 und 17.4 des Rotors in gleicher Weise ausgebildet sind. Die Anteile des ersten Abschnitts 17' und des zweiten Abschnitts 17' ' an der Gesamterstreckung des Flügelschlitzes 17 in radialer Richtung richtet sich nach der maximal einnehmbaren Position des in dem Flügelschlitz 17 angeordneten Flügels 18 aufgrund der Exzentrizität des Hubrings 19 bzw. der in dem Hubring 19 ausgebildeten Laufbahn.

In die beiden Flügelschlitzflächen 23 und 24 sind ferner Öltaschen 25 und 26 eingebracht. Die Bezugszeichen sind lediglich bei dem ersten Flügelschlitz 17.1 in der Fig. 2 angegeben, um die Übersichtlichkeit der Darstellung nicht zu verschlechtern. Es ist zu erkennen, dass die Öltaschen 25 und 26 gegenüberliegend zueinander angeordnet sind. Die Öltaschen 25 und 26 sind mit einer Druckmittel- zuflussleitung verbunden, die in dem Rotor 15 ausgebildet ist. Damit wird auf den Flügel 18 eine hydraulische Kraft erzeugt, welche die Reibung zwischen dem Flügel 18 und dem Rotor 15 minimiert. Letztlich wird damit der Wirkungsgrad der Flügelzellenpumpe 5 verbessert. Zur Erzeugung einer hydrostatischen Entlastung kann z.B. die in Drehrichtung des Rotors 15 wirksame Fläche der hinteren Öltasche 25 größer sein als die der vorderen Öltasche 26. Alternativ können die in den Öltaschen wirkenden Drücke unterschiedlich eingestellt werden. Dies kann entweder durch das Zuführen unterschiedlicher Drücke zu den Öltaschen 25, 26 erfolgen oder dynamisch im Betrieb der Flügelzellenpumpe 5. In diesem Fall wird der Flügelschlitz 17 so ausgelegt, dass der Flügel 18 beim Anlegen an z.B. der hinteren Flügelschlitzfläche 23, in der die hintere Öltasche 25 ausgebildet ist, auf der Seite der vorderen Öltasche 26 den Leckagespalt vergrößert. Damit reduziert sich die auf der Seite der vorderen Öltasche 26 auf den Flügel 18 wirkende Kraft. Es entsteht eine resultierende hydraulische Kraft, die den Flügel 18 hydrostatisch entlastet .

Gleichzeitig verringert sich der Flächeninhalt der Flügelschlitzflächen 23 und 24 durch die als Nut in die Flügelschlitzflächen 23 und 24 eingebrachten Öltaschen 25 und 26. Dadurch wird wiederum die viskose Reibung zwischen dem Flügel 18 und dem Flügelschlitz 17 reduziert.

Die Fig. 3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie III-III der Fig. 2. Es ist zu erkennen, dass die Nuten der

Öltaschen 25 und 26 im Wesentlichen rechteckig ausgeführt ist. Alternative Geometrien sind ebenso möglich. Ferner sind in der Fig. 3 Ausmündungen 27 und 28 der nicht dargestellten Druckmittelzuflussleitung erkennen. Die Druckmittelzuflussleitung ist vorzugsweise mit der

Förderseite der Hauptpumpe 4 verbunden. Damit wird über die Druckmittelzuflussleitung von der Hauptpumpe 4 gefördertes Druckmittel in die Öltaschen 25 und 26 gefördert. Wie es durch den Pfeil bei der Öltasche 26 in der vorderen Flügelschlitzfläche 24 angedeutet ist, kommt es zu einer Leckage von Druckmittel. Diese Druckmittelleckage führt zu einer Spülung der Flügelzellenpumpe 5, wodurch Verschleiß durch

Schmutzpartikel zwischen Flügel 18 und Flügelschlitzfläche 23 bzw. 24 vermindert wird. Schmutzpartikel, die in dem Öl vorhanden sind, werden ausgespült und können dann über ein eventuell vorhandenes Filter ausgefiltert werden.

Die Fig. 4 zeigt in einer vergrößerten Darstellung einen Hubring 19 sowie einen Flügel 18, dessen Kopfende 30 an der Laufbahn 29 des Hubrings 19 anliegt. Das Kopfende 30 berührt die Laufbahn 29 in einem Berührpunkt B. Der Berührpunkt B wird durch die Kontur des Flügels 18 am

Kopfende 30 festgelegt, wie er in einem Schnitt durch den Flügel 18 zu erkennen ist. Das Kopfende 30 ist im Schnitt als Kreisbogenabschnitt ausgebildet. Dieser Kreisbogenabschnitt weist einen Radius r auf. Der Mittelpunkt des Kreisbogenabschnitts liegt auf einer Linie 33, welche die Dicke t des Flügels 18 im Verhältnis eines ersten Anteils ti zu einem zweiten Anteil t₂ teilt. Das Verhältnis ti/t₂ ist vorzugsweise 2/1. Durch den gekrümmten Verlauf des Kopfendes 30 des Flügels 18 wird auf einer in Bezug auf die Drehrichtung 22 vorderen Seite des Flügels 18 ein erste Schmierkeil 31 und auf einer hinteren Seite des Flügels 18 ein zweiter Schmierkeil 32 ausgebildet. Wie es in der Fig. 4 deutlich zu erkennen ist, ist der vordere Schmierkeil 31 größer als der hintere Schmierkeil 32. Als Schmierkeil 31, 32 ist jeweils der zwischen der Stirnfläche am Kopfende des Flügels 18 und der Laufbahn 29 ausgebildete Bereich bezeichnet. Durch den vorderen, größeren Schmierkeil 31 wird ein Aufschwimmen des Flügels 18 bei einer Rotation des Rotors 15 und damit einer Bewegung des Flügels 18 entlang der Laufbahn 29 begünstigt. Durch dieses verbesserte Aufschwimmen auf einem Ölfilm kommt es insbesondere beim Anlaufen der Flügelzellenpumpe 5 aber auch bei niedrigen Drehzahlen und bei niederviskosem Druckmittel zu einer verbesserten Schmierung zwischen dem Kopfende 30 und der Laufbahn 29 im Bereich des Berührpunkts B, wodurch der mechanische Verschleiß der Flügelzellenpumpe 5 reduziert wird.

Eine weitere Maßnahme zur Reduzierung des Verschleißes ist das Vorsehen einer Entlastungsnut 34, wie sie in einem weitergebildeten Deckel 21' in der Fig. 5 gezeigt ist. Die Entlastungsnut 34 liegt einer förderseitigen Steuerniere der Flügelzellenpumpe 5 gegenüber. Durch den auf der

Förderseite der Flügelzellenpumpe 5 herrschenden Druck wird eine hydraulische Kraft auf eine erste Seitenfläche eines jeden Flügels erzeugt, solange dieser sich im Bereich der förderseitigen Steuerniere befindet. Diese hydraulische Kraft wird durch die gegenüberliegend angeordnete und vorzugsweise mit der gleichen Geometrie wie die Steueröffnung versehene Entlastungsnut 34 kompensiert. Die Entlastungsnut 34 steht mit den Förderkammern der Flügelzellenpumpe 5 in Verbindung, so dass in ihr ebenfalls der förderseitige Druck herrscht. Die Entlastungsnut 34 ist darüber hinaus nicht mit dem hydraulischen Kreislauf verbunden und hat lediglich den Zweck, die durch die förderseitige Steueröffnung auf die erste Seitenfläche des Flügels 18 erzeugte Kraft an der zweiten Seitenfläche des Flügels 18 zu kompensieren.

Alternativ kann die Entlastungsnut 34 auch als zweite Steuerniere ausgebildet sein, die mit der Förderseite der Flügelzellenpumpe 5 verbunden ist. Durch den so vergrößerten Strömungsquerschnitt wird der Staudruck an der Ausgangsseite der Flügelzellenpumpe 5 verringert.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr sind auch einzelne Merkmale des Ausführungsbeispiels zur Reduzierung des Verschleißes in vorteilhafter Weise miteinander kombinierbar .

Claims

Ansprüche

1. Flügelzellenpumpe mit einem Rotor (15), in dem Flügelschlitze (17) zur Aufnahme darin in radialer

Richtung verschiebbarer Flügel (18) ausgebildet sind, wobei sich die Flügelschlitze (17) sich in radialer Richtung bis zu einer äußeren Umfangsflache (21) des Rotors (15) erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Flügelschlitze (17) in Richtung zu der äußeren Umfangsflache (21) des Rotors (15) hin aufweiten .

2. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine die Flügelschlitze (17) jeweils in Umfangsrichtung begrenzende Flügelschlitzfläche (23, 24) des Rotors (15) gekrümmt verläuft.

3. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmung der Flügelschlitzfläche (23, 24) einer Biegelinie eines Flügels (18) entspricht.

4. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmung der Flügelschlitzfläche (23, 24) einer Biegelinie eines Flügels (18) bei maximalem Pumpendruck der Flügelzellenpumpe (5) entspricht.

5. Flügelzellenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einer den Flügelschlitz (17) begrenzenden Flügelschlitzfläche (23, 24) eine Öltasche (25, 26) ausgebildet ist.

6. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Öltaschen (25, 26) mit einer Druckmittelzuflussleitung verbunden sind.

7. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügelzellenpumpe (5) in eine Pumpeneinheit (1) integriert ist und die Druckmittelzuflussleitung mit einem förderseitigen Druck einer Hauptpumpe (4) der Pumpeneinheit (1) beaufschlagt ist.

8. Flügelzellenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfenden (30) der Flügel (18), die an einer Laufbahn (29) der Flügelzellenpumpe (5) anliegen, so ausgebildet sind, dass zwischen dem Flügel (18) und der Laufbahn (29) ein vorderer, größerer Schmierkeil (31) und ein hinterer, kleinerer Schmierkeil (32) ausgebildet ist.

9. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfenden gerundet sind.

10. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rundung in einem Querschnitt durch den Flügel (18) einem Kreisbogenabschnitt entspricht.

11. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittelpunkt des Kreisbogenabschnitts auf einer Linie (33) liegt, die eine Dicke t des Flügels (18) im Verhältnis 2/3 zu 1/3 teilt.

12. Flügelzellenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügelzellenpumpe (5) eine auf einer Seite des Rotors (15) angeordnete förderseitige Steueröffnung aufweist und dieser förderseitigen Steueröffnung gegenüberliegend eine Entlastungsnut (34) ausgebildet ist.

13. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die förderseitige Steueröffnung in einem Gehäuse (3) der Flügelzellepumpe (5) und die Entlastungsnut (34) in einem das Gehäuse verschließenden Deckel (21') ausgebildet ist.