[0001] Die Erfindung betrifft mengenregelbare Flügelzellenpumpen gemäß der im Oberbegriff
des Hauptanspruches beschriebenen Gattung.
[0002] Vorbekannte gattungsgemäße Flügelzellenpumpen weisen einen Rotor auf, in dem Flügel
schubbeweglich in radialen Schlitzen geführt angeordnet sind. Die äußeren Enden der
Flügel gleiten in einem Hubring, der den Förderraum umfaßt. Dieser Hubring ist in
einem Gehäuse einseitig in einer ortsfesten Lagerstelle schwenkbar gelagert. Im stehenden
Zustand des Rotors wird dieser mittels Federkraft in eine Stellung maximaler Förderung
gedrängt und gehalten. Weiterhin steht mit dem Hubring ein Stellglied im Eingriff,
dessen Stellkraft entgegen der auf maximale Förderung gerichteten Federkraft wirkt.
Bei allen nachfolgend beschriebenen Ausführungen von Flügelzellenpumpen ist der Hubring
ebenfalls auf einer im Gehäuse gelagerten Achse schwenkbar gelagert.
[0003] Vorbekannt ist es durch die Schriften US 2,318,292, Fig. 4 und DE 34 46 603, Fig.
3, daß bei Flügelzellenpumpen der vorbeschriebenen Art das Füllen und Ausschieben
bzw. Fördern über radiale Öffnungen im Förderraum erfolgt. Ein Umlenken der Strömung
erfolgt jeweils in einem radial am Fördergehäuse angrenzenden Raum des Hubringes aus
oder hin zu axialen Öffnungen im Gehäuse, die nicht unmittelbar mit dem Förderraum
in Verbindung stehen. Als axiale Öffnung kann auch eine hohlgebohrte und radial mit
Öffnungen versehene Achse des Hubringes dienen.
[0004] Vorbekannt ist es durch die Schrift DE 40 114 671 C2 bei Flügelzellenpumpen, daß
das Füllen und Ausschieben bzw. Fördern über radiale Öffnungen im Förderraum erfolgt.
Hierzu sind die radialen Flächen des Hubringes um den Bereich der radialen Öffnungen
geringe Spaltquerschnitte bildend und damit, ohne Berührung dichtend, gegenüber einer
komplementären Innenkontur des Gehäuses ausgeführt. Die Außenkontur des Hubringes
und die komplementäre Innenkontur des Gehäuses sind um den Bereich der Öffnungen in
ihrer Form durch einen Radius, mit der Schwenkachse des Hubringes als Drehpunkt, definiert.
Bei dieser Ausführung erfolgt ein Umlenken der Strömung in einem radial am Hubring
angrenzenden Raum des Fördergehäuses.
[0005] Nachteilig ist bei dieser Ausführung, daß der Bereich des Überströmens von unter
Förderdruck stehendem Öl vom Hubring zum Gehäuse nur über Spaltquerschnitte oder mittels
kraftschlüssigen Dichtleisten abgedichtet werden kann. Die Größe des Spaltquerschnittes
ist von einer Reihe von Maßtoleranzen abhhängig , die sich bei der Fertigung des Gehäuses
und des Hubringes ergeben.
[0006] Vorbekannt sind auch Flügelzellenpumpen mit im Rotor, in radialen Schlitzen geführt
angeordneten Flügel, und einem im ortsfest Gehäuse schiebbar gelagerten Hubring. Ein
im Hubring drehbar geführter Führungsring umschließt die Flügel und lauft mit ihnen
um. Mittels Verstellung des Hubringes wird die Exzentrizität des Führungsringes zur
Achse des Rotors und damit in bekannter Weise die Fördermenge verändert. DD-Zeitschrift

Maschinenbautechnik

9 (1960); Heft 2 Seite 75 und 76; Bilder 5 bis 8. Das Füllen der Förderräume und
das Ausschieben aus ihnen erfolgt über radiale Öffnungen im Führungsring aus oder
zu radial umgebenden Räumen im Hubring. Diesen Räume im Hubring weisen Öffnungen in
der Ebene der Führungsflächen auf, denen gegen Öffnungen von Kanälen im ortsfesten
Gehäuse liegen. Damit ist ein günstiges radiales Zu- und Abströmen zu und von den
Förderräumen gesichert.
[0007] Nachteilig ist bei dieser Ausführung, daß der Bereich des Überströmens von unter
Förderdruck stehendem Öl vom Hubring zum Gehäuse nur über passungsbestimmte Spaltquerschnitte
abgedichtet wird. Dabei wirkt der Förderdruck in Richtung einer Anlage auf der Saugseite,
wodurch sich ein Spalt auf der Förderseite einstellt.
[0008] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine mengenregelbare Flügelzellenpumpe
eine form- und kraftschlüssige Lagerung für den Hubring zu schaffen, die mechanisch
kompakt und reibungsarm gestaltete werden kann.
[0009] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches
genannten Mittel gelöst.
[0010] Infolgedessen, daß der Hubring erfindungsgemäß im Gehäuse in einer nach innen offenen
Lagermulde mit einem radial angeformten, komplementären Lagersegment schwenkbar gelagert
ist, ergibt sich eine einfache form- und kraftschlüssige Lagerung für den Hubring.
Der Kraftschluß in der Lagerung wird sowohl durch ein oder mehrere am Hubring angreifende
Druckelemente als auch durch wirkende Kräfte zwischen Rotor und Hubring gesichert.
[0011] Merkmale der Unteransprüche werden im Rahmen der Beschreibung zusammen mit ihren
Wirkungen und Vorteilen erläutert.
[0012] Anhand einer Zeichnung werden nachfolgend Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.
[0013] Es zeigt:
- Fig.1
- eine erfindungsgemäße Flügelzellenpumpe
- Fig. 2
- die Lagerung des Hubringes im Gehäuse in vergrößerter Darstellung.
[0014] In Fig.1 ist ein Ausschnitt einer erfindungsgemäß ausgestalteten Flügelzellenpumpe
1 dargestellt, die folgenden Grundaufbau aufweist:
In radialen Schlitzen 3 eines in einem Gehäuse 10 gelagerten Rotors 4 sind Flügel
5 schubbeweglich geführt angeordnet. Die äußeren Enden der Flügel 5 gleiten in der
Innenkontur 6 eines den Rotor 4 umgebenden Hubringes 7, der den Förderraum 8 mit den
umlaufenden, volumenveränderlichen Förderkammern 9 bildet.
[0015] Die Förderkammern 9 stehen in bekannter Weise beim Saug- und Fördervorgang über axiale
oder radiale Saug- oder Druckschlitze mit der Saug- bzw. Druckseite in Verbindung.
Der Innenbereich des Gehäuses 10 mit der Stelleinrichtung 11 ist druckentlastet.
[0016] Der Hubring 7 ist im Gehäuse 10 in einer einseitig offenen, durch eine Lagermulde
18 gebildete Lagerstelle des Gehäuses 10 mit einem radial angeformten, komplementären
Lagersegment 73 schwenkbar gelagert. Dies ermöglicht eine einfache form- und kraftschlüssige
Lagerung für den Hubring 7.
[0017] Der Hubring 7 weist ausgehend von dem Förderraum 8 radialgerichtete, mittig im Lagersegment
73 mündende Überströmquerschnitte 71 auf, die in Überströmkanäle 72 übergehen, welche
in der Mitte der im Gehäuse 10 gebildeten Lagermulde 18 nach außen münden, siehe Fig.
2.
[0018] Die mittig im Lagersegment 73 mündenden Überströmkanäle 72 werden vorzugsweise von
der Druckseite der Flügelzellenpumpe beaufschlagt, wobei dann Öffnungen 101 in der
im Gehäuse 10 geformten Lagermulde 18 den Zulauf zum Druckkreis D bilden. Die Spaltquerschnitte
zwischen Lagermulde 18 und Lagersegment 73 werden über den bzw. die Überströmkanäle
72 vom Drucköl beaufschlagt, womit eine gute Schmierung erzielt wird.
[0019] Erfindungsgemäß vorteilhaft kann der Außendurchmesser Ra des Lagersegmentes 73 geringfügig
größer als der Innendurchmesser Rl der Lagermulde 18 im Gehäuse 10 sein. Die Spaltquerschnitte
zwischen Lagermulde 18 und Lagersegment 73 ergeben sich in einer sichelförmigen Form.
Es stellt sich ein Bereich mit Linienberührung an der Begrenzung der Überdeckung von
Lagermulde 18 und Lagersegment 73 ein, der jedoch von dem im Spaltquerschnitt vorhandenen
Drucköl beaufschlagt ist.
[0020] Die im Gehäuse 10 gegengelagerte schiebbare Kurve 12 ist mit einem nicht dargestellten
Stellglied verbunden. Es verlagert die Kurve 12 gegenüber dem Abstützpunkt A7 des
Hubringes 7 entgegen oder in Richtung der wirkenden Federkraft F in Abhängigkeit von
Stellsignalen eines Druckregelkreises , letzerer nicht dargestelllt.
[0021] Die Federkraft F wirkt indirekt über die Kurve 12 der Stelleinrichtung 11 auf den
Stellring 7 und verlagert diesen im nicht angetriebenen Zustand der Flügelzellenpumpe
auf maximaler Förderung.
[0022] Am Hubring 7 greift ein im Gehäuse 10 gegengelagertes Druckelement 19 an, das ihn
in Richtung - Null-Förderung - gegen eine im Gehäuse 10 gegengelagerte Stelleinrichtung
11 drängt und mit diesem in Eingriff hält, Das Druckelement 19 kann mittels Federkraft
oder durch Beaufschlagen mit Drucköl wirken.
[0023] Der Rotor 4 sollte eine solche Drehrichtung aufweisen, bei der die resultierende
Kraft des Reibmomentes zwischen Rotor 4 und Hubring 7 in Richtung der Stelleinrichtung
11 gerichtet ist.
[0024] Um das Lagersegment 73 des Stellringes 7 sicher in der Lagermulde 18 zu halten, müssen
die bei Förderung von den Förderkammern 9 ausgehenden und beim Umlauf des Rotors 4
wirkenden Kräfte sowie Kräfte eines oder mehrerer Druckelemente 19 am Stellring 7
eine resultierende Kraft bilden, die in die Lagermulde 18 gerichtet ist.
1. Mengenregelbare Flügelzellenpumpe mit folgender Bauart:
- in einem Rotor sind in radialen Schlitzen Flügel schubbeweglich geführt angeordnet,
- die äußeren Enden der Flügel gleiten in einen, einen Förderraum umfassenden Hubring,
- der Hubring ist in einem Gehäuse einseitig in einer ortsfesten Lagerstelle des Gehäuses
schwenkbar gelagert, wobei ihn eine Federkraft im stehenden Zustand des Rotors in
eine Stellung maximaler Förderung drängt und hält,
- mit dem Hubring steht ein Stellglied im Eingriff, dessen Stellkraft entgegen der
auf maximale Förderung gerichteten Federkraft (F) wirkt,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- im Gehäuse (10) ist innen eine offene Lagermulde (18) angeordnet, in welcher ein
am Hubring (7) radial angeformtes, komplementäres Lagersegment (73) schwenkbar gelagert
ist,
- am Stellring (7) wirkt stetig eine resultierende Kraft, welche durch die beim Umlauf
des Rotors (4) und beim Fördern wirkende Kräfte und solche eines oder mehrerer Druckelemente
(19) bestimmt ist und eine solche Wirkrichtung aufweist, daß das Lagersegment (73)
in der Lagermulde (18) des Gehäuses (10) kraftschlüssig gehalten ist.
2. Mengenregelbare Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1;
dadurch gekennzeichnet,
daß am Hubring (7) ein Druckelement (19) angreift , das ihn in Richtung - Null - Förderung
- gegen eine im Gehäuse (10) gegengelagerte Stelleinrichtung (11) drängt und mit diesem
in Eingriff hält.
3. Mengenregelbare Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1;
dadurch gekennzeichnet,
daß der Rotor (4) eine solche Drehrichtung aufweist, bei der die resultierende Kraft
des Reibmomentes zwischen Rotor (4) und Hubring (7) in Richtung der Stelleinrichtung
(11) gerichtet ist.
4. Mengenregelbare Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1;
dadurch gekennzeichnet
daß der Hubring (7) radialgerichtete, mittig im Lagersegment (73) mündende Überströmkanäle
(72) aufweist, denen in der Mitte der Lagermulde (18) Öffnungen (101) im Gehäuse (10)
gegenüber angeordnet sind.
5. Mengenregelbare Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die mittig im Lagersegment (73) mündenden Überströmquerschnitte (71) von den druckseitigen
Förderkammern (9) beaufschlagt sind und die Überströmkanäle (72) in der im Gehäuse
(10) geformten Lagermulde (18) den Zulauf zum Druckkreis (D) über die Öffnungen (101)
bilden.
6. Mengenregelbare Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Außendurchmesser (RA) Lagersegment (73) geringfügig größer ist als der Innendurchmesser
(Rl) der Lagermulde (18) im Gehäuse (10).