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EP1760317A2 - Positive displacement pump with variable capacity - Google Patents

Positive displacement pump with variable capacity Download PDF

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Publication number
EP1760317A2
EP1760317A2 EP06115763A EP06115763A EP1760317A2 EP 1760317 A2 EP1760317 A2 EP 1760317A2 EP 06115763 A EP06115763 A EP 06115763A EP 06115763 A EP06115763 A EP 06115763A EP 1760317 A2 EP1760317 A2 EP 1760317A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
displacement pump
positive displacement
spring element
recess
pump according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06115763A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1760317A3 (en
Inventor
Günter DRASKOVITS
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Original Assignee
ZF Lenksysteme GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Lenksysteme GmbH filed Critical ZF Lenksysteme GmbH
Publication of EP1760317A2 publication Critical patent/EP1760317A2/en
Publication of EP1760317A3 publication Critical patent/EP1760317A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C14/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations
    • F04C14/18—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by varying the volume of the working chamber
    • F04C14/22—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by varying the volume of the working chamber by changing the eccentricity between cooperating members
    • F04C14/223—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by varying the volume of the working chamber by changing the eccentricity between cooperating members using a movable cam
    • F04C14/226—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by varying the volume of the working chamber by changing the eccentricity between cooperating members using a movable cam by pivoting the cam around an eccentric axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/10—Stators

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Details And Applications Of Rotary Liquid Pumps (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)

Abstract

The displacement pump with variable delivery volumes, particularly a single stroke vane cell pump, produces a pressure medium flow for a user. It has a rotor in a housing and a freely accessibly held curve ring surrounded by a walling. The curve ring for altering the delivery volume is displaceable to the rotor. A spring component influences the position of the curve ring. The spring component (18) is arranged in a cavity (17) of the walling (22). The walling is formed by the housing (2) and an outer ring (3) inserted in the housing, facing the curve ring (6). The shape of the cavity and spring component are so matched that the spring component is comfortably positionable in the cavity. The last winding (20) of the spring component has a shape matching that of the cavity.

Description

Verdrängerpumpe mit variablem FördervolumenDisplacement pump with variable displacement

Technisches GebietTechnical area

  1. 1. Die Erfindung betrifft eine Verdrängerpumpe mit variablem Fördervolumen, insbesondere eine einhubige Flügelzellenpumpe gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.1. The invention relates to a positive displacement pump with variable displacement, in particular a single-stroke vane pump according to the preamble of claim 1.
Stand der TechnikState of the art

  1. 1. Eine gattungsgemäße Verdrängerpumpe ist aus der DE 199 42 466 A1 bekannt.1. A generic positive displacement pump is out of DE 199 42 466 A1 known.
  2. 2. In der Praxis wird in Arbeitssystemen mit hydraulischen Verbrauchern, beispielsweise einer Servolenkeinrichtung von Kraftfahrzeugen, üblicherweise mit Konstantpumpen gearbeitet. Die durch den Antrieb der Pumpe über die Brennkraftmaschine des Fahrzeugs drehzahlbedingt anfallenden Überschussmengen werden entspannt und auf die Saugseite der Pumpe zurückgeleitet, womit insbesondere bei höheren Drehzahlen erhebliche Verluste und Wärmebelastungen verbunden sind. Diese werden aber in Kauf genommen, um im Bedarfsfall jederzeit dem maximalen Verbraucherbedarf entsprechende, große Volumenströme zur Verfügung zu haben und damit eine verzögerungsfreie Beaufschlagung der jeweiligen hydraulischen Verbraucher sicherzustellen.2. In practice, in work systems with hydraulic consumers, such as a power steering device of motor vehicles, usually worked with constant displacement pumps. The speed caused by the drive of the pump via the internal combustion engine of the vehicle resulting excess amounts are relaxed and returned to the suction side of the pump, which in particular at higher speeds significant losses and heat loads are connected. However, these are accepted in order to have at any time the maximum consumer demand corresponding, large volume flows available, thus ensuring a delay-free admission of the respective hydraulic consumers.
  3. 3. Bei der gattungsgemäßen Verdrängerpumpen kann durch eine Verschiebung des Kurvenrings bzw. des Hubrings innerhalb des Gehäuses die Exzentrität zwischen dem Rotor und dem Kurvenring verstellt bzw. eingestellt werden. Somit kann das geometrische Fördervolumen der Arbeitskammern vergrößert bzw. verkleinert werden. Der Begriff "geometrisches" Fördervolumen bezeichnet das pro Umdrehung geförderte Volumen der Verdrängerpumpe. Bei einer verstellbaren Flügelzellenpumpe wird das geometrische Fördervolumen durch die Differenz zwischen der kleinsten und größten Zelle bestimmt. Das Volumen einer einzelnen Arbeitskammer bzw. Zelle ändert sich durch die Exzentrität zwischen dem Rotor und dem Kurvenring und/oder durch das Drehen des Rotors.3. In the generic positive displacement pump can be adjusted or adjusted by a displacement of the cam ring or the cam ring within the housing, the eccentricity between the rotor and the cam ring. Thus, the geometric displacement of the working chambers can be increased or decreased. The term "geometric" delivery volume refers to the per revolution funded volume of the positive displacement pump. In an adjustable vane pump, the geometric displacement is determined by the difference between the smallest and largest cell. The volume of a single working chamber or cell changes by the eccentricity between the rotor and the cam ring and / or by the rotation of the rotor.
  4. 4. Zur Verstellung des Kurvenringes ist gemäß der DE 199 42 466 A1 vorgesehen, dass zwischen dem Gehäuse und dem Kurvenring zwei zueinander abgegrenzte und im wesentlichen gegenüberliegende Druckkammern ausgebildet sind. Die Druckkammern können dabei mit einem Fluiddruck beaufschlagt werden. Der Kurvenring wird in Abhängigkeit der mit einem Fluiddruck beaufschlagten Druckkammer entsprechend verschoben, sodass das geometrische Fördervolumen verkleinert oder vergrößert wird. Dabei ist vorgesehen, dass der Kurvenring bei hohen Drehzahlen derart verschoben wird, dass sich das geometrische Fördervolumen verkleinert. Umgekehrt ist bei geringen Drehzahlen vorgesehen, dass der Kurvenring derart verschoben wird, dass sich das geometrische Fördervolumen vergrößert.4. To adjust the cam ring is according to the DE 199 42 466 A1 provided that two mutually delimited and substantially opposite pressure chambers are formed between the housing and the cam ring. The pressure chambers can be acted upon with a fluid pressure. The cam ring is displaced accordingly as a function of the pressure chamber acted upon by a fluid pressure, so that the geometric delivery volume is reduced or increased. It is provided that the cam ring is shifted at high speeds such that the geometric delivery volume is reduced. Conversely, it is provided at low speeds that the cam ring is moved so that increases the geometric displacement.
  5. 5. Die Verschiebung des Kurvenringes innerhalb des Gehäuses erfolgt im wesentlichen durch den Fluiddruck, welcher jedoch im allgemeinen beim Starten der Pumpe noch nicht verfügbar ist. Um sicherzustellen, dass der Kurvenring in einer Position ist, in der die Verdrängerpumpe gestartet werden kann, ist gemäß der gattungsgemäßen Schrift der Einsatz eines Federelementes vorgesehen, das sicherstellt, dass das geometrische Fördervolumen maximal ist.5. The displacement of the cam ring within the housing is essentially due to the fluid pressure, which, however, is generally not yet available when starting the pump. To ensure that the cam ring is in a position in which the positive displacement pump can be started, the use of a spring element is provided according to the generic document, which ensures that the geometric displacement is maximum.
  6. 6. Das Federelement spannt den Kurvenring von einer Druckkammer aus vor und drängt den Kurvenring in Richtung des Vollhubanschlagbereichs, um das geometrische Fördervolumen auf dem maximalen Wert zu halten.6. The spring element biases the cam ring from a pressure chamber and urges the cam ring in the direction of the Vollhubanschlagbereichs to keep the geometric displacement to the maximum value.
  7. 7. Zum weiteren Stand der Technik von verstellbaren Verdrängerpumpen wird ferner auf die DE 102 40 499 A1 sowie die DE 102 09 880 A1 verwiesen.7. For further prior art of variable displacement pumps is further on the DE 102 40 499 A1 as well as the DE 102 09 880 A1 directed.
  8. 8. Die bekannten Federelemente - welche auch als Rückstellfedern bezeichnet werden - werden auch eingesetzt, um die Position des Kurvenrings während dem Betrieb der Verdrängerpumpe zu beeinflussen bzw. auf den Kurvenring einzuwirken. Die Federelemente können außerdem als Endanschlag dienen.8. The known spring elements - which are also referred to as return springs - are also used to influence the position of the cam ring during operation of the positive displacement pump or to act on the cam ring. The spring elements can also serve as an end stop.
  9. 9. Die bekannten Federelemente zur Rückstellung des Kurvenringes werden von außen seitlich in das Gehäuse der Verdrängerpumpe montiert und mit einer Schraube gehalten. Dadurch entsteht eine Dichtstelle, die für die Funktion der Pumpe nicht erforderlich wäre.9. The known spring elements for returning the cam ring are mounted laterally from the outside in the housing of the positive displacement pump and held with a screw. This creates a sealing point that would not be required for the function of the pump.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

  1. 1. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verdrängerpumpe mit variablem Fördervolumen zu schaffen, bei der ein Federelement zur Einwirkung auf den Kurvenring konstruktiv einfach und vorteilhaft angeordnet ist, sowie die Bauteilvielfalt reduziert wird.1. The invention has for its object to provide a positive displacement pump with variable delivery, in which a spring element for acting on the cam ring is structurally simple and advantageous, and the variety of components is reduced.
  2. 2. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch Anspruch 1 gelöst.2. According to the invention, this object is achieved by claim 1.
  3. 3. Dadurch, dass das Federelement in einer Vertiefung der Wandung angeordnet ist, ist keine zusätzliche äußere Abdichtung der Pumpe in diesem Bereich erforderlich. Probleme, die über die Laufzeit der Pumpe aufgrund der bisher notwendigen Dichtstelle entstanden sind bzw. entstehen konnten, werden somit vermieden. Die Bauteilvielfalt wird reduziert, da weder entsprechendes Dichtmaterial benötigt wird, noch eine Schraube notwendig ist, um das Federelement zu halten. Darüber hinaus werden Fehler bei der Montage, beispielsweise durch ein falsches Einschrauben der Schraube oder eine Beschädigung der Dichtung, vermieden.3. The fact that the spring element is arranged in a recess of the wall, no additional external sealing of the pump in this area is required. Problems that have arisen or could arise over the life of the pump due to the previously required sealing point are thus avoided. The variety of components is reduced because neither appropriate sealing material is needed, nor a screw is necessary to hold the spring element. In addition, errors during assembly, for example by a wrong screwing the screw or damage to the seal, avoided.
  4. 4. Die Vertiefung kann in verschiedener Art und Weise in der Wandung angeordnet sein. In einer besonders einfachen Ausführungsform kann die Wandung durch das Gehäuse der Verdrängerpumpe gebildet sein. In diesem Fall kann die Vertiefung direkt in dem Gehäuse angeordnet sein. Verdrängerpumpen gemäß dem Stand der Technik weisen jedoch in der Regel einen Außenring auf, der in das Gehäuse eingesetzt und dem Kurvenring zugewandt ist. Die Wandung wird somit in der üblichen Ausführungsform durch das Gehäuse und den eingesetzten Außenring gebildet.4. The recess may be arranged in various ways in the wall. In a particularly simple embodiment, the wall may be formed by the housing of the positive displacement pump. In this case, the recess may be arranged directly in the housing. However, displacement pumps according to the prior art generally have an outer ring, which is inserted into the housing and facing the cam ring. The wall is thus formed in the usual embodiment by the housing and the outer ring used.
  5. 5. Der Außenring kann sowohl die Freigängigkeit des Kurvenrings sicherstellen als auch Querkräfte aus dem Kurvenring ins Gehäuse übertragen. Der Kurvenring ist dabei innerhalb des Außenrings verschiebbar. In der Regel bildet der Außenring einen elliptischen Raum aus, innerhalb dessen der Kurvenring verschoben werden kann.5. The outer ring can ensure both the free movement of the cam ring and lateral forces from the cam ring in the housing transfer. The cam ring is displaceable within the outer ring. As a rule, the outer ring forms an elliptical space within which the cam ring can be moved.
  6. 6. Die Vertiefung zur Aufnahme des Federelements kann dabei als Aussparung oder Vertiefung in dem Außenring ausgebildet sein. Bei einer Ausgestaltung der Vertiefung zur Aufnahme des Federelements als Vertiefung in dem Außenring liegt das Federelement folglich mit einem Ende auf einem durch die Vertiefung gebildeten Boden des Außenringes auf bzw. stützt sich auf diesem ab.6. The recess for receiving the spring element may be formed as a recess or depression in the outer ring. In one embodiment of the recess for receiving the spring element as a recess in the outer ring, the spring element is thus at one end on a bottom of the outer ring formed by the recess or based on this.
  7. 7. Insofern die Vertiefung zur Aufnahme des Federelements als Aussparung in dem Außenring ausgebildet ist, durchragt das Federelement folglich den Außenring und stützt sich auf dem Gehäuse bzw. der Gehäusewandung ab. In der Regel wird dabei das Gehäuse keine weitere Vertiefung aufweisen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass auch die Gehäusewandung noch eine Vertiefung aufweist, so dass die erfindungsgemäße Vertiefung in der Wandung (gebildet durch Gehäuse und Außenring) durch eine Aussparung in dem Außenring und eine Vertiefung in dem Gehäuse gebildet ist.7. Insofar as the recess for receiving the spring element is formed as a recess in the outer ring, the spring element thus penetrates the outer ring and is supported on the housing or the housing wall. As a rule, the housing will have no further depression. However, it can also be provided that the housing wall also has a depression, so that the recess according to the invention in the wall (formed by housing and outer ring) is formed by a recess in the outer ring and a recess in the housing.
  8. 8. Es hat sich als besonders geeignet herausgestellt, wenn lediglich der Außenring eine Vertiefung zur Aufnahme des Federelements aufweist.8. It has been found to be particularly suitable if only the outer ring has a recess for receiving the spring element.
  9. 9. Von Vorteil ist es, wenn die Form der Vertiefung und das Federelement derart aneinander angepasst bzw. aufeinander abgestimmt sind, dass das Federelement zuverlässig in der Vertiefung positionierbar ist. In einfacher Weise kann dies dadurch erreicht werden, dass das der Vertiefung zugewandte Ende des Federelements eine an die Vertiefung bzw. den Boden der Vertiefung angepasste Form aufweist. Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass lediglich die letzten Windungen bzw. die letzte Windung des Federelements eine entsprechend angepasste Form aufweist.9. It is advantageous if the shape of the recess and the spring element are adapted to one another or matched to one another such that the spring element can be reliably positioned in the recess. In a simple way, this can be achieved in that the recess facing the end of the spring element has a shape adapted to the recess or the bottom of the recess. Preferably, it is provided that only the last turns or the last turn of the spring element has a correspondingly adapted shape.
  10. 10. Eine rechteckige Form der letzten Windung (und somit auch der Vertiefung) hat sich hierfür als besonders geeignet herausgestellt. Selbstverständlich sind auch andere Formen denkbar, wobei es sich um ein Verdrehen des Federelements zu vermeiden als geeignet herausgestellt hat, eine Form zu wählen, die von einer Kreisform abweicht.10. A rectangular shape of the last turn (and thus the depression) has been found to be particularly suitable for this purpose. Of course, other forms are conceivable, wherein it is to prevent twisting of the spring element as suitable has chosen to choose a shape that deviates from a circular shape.
  11. 11. In einer konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die letzte Windung bzw. die letzten Windungen des Federelements in die Vertiefung einpressbar und/oder einspannbar sind. Somit wird ohne weitere Hilfsmittel in einfacher Weise eine zuverlässige Positionierung bzw. Anordnung des Federelements in der Vertiefung erreicht.11. In a structural embodiment of the invention can be provided that the last turn or the last turns of the spring element can be pressed into the recess and / or clamped. Thus, a reliable positioning or arrangement of the spring element in the depression is achieved in a simple manner without further aids.
  12. 12. In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Federelement eine vorzugsweise kegelförmige Spiralfeder ist, deren letzte Windung an den Verlauf der Vertiefung angepasst, beispielsweise rechteckig, ist.12. In a further development of the invention it can be provided that the spring element is a preferably conical spiral spring whose last turn is adapted to the course of the depression, for example rectangular.
  13. 13. In einer alternativen Ausgestaltung kann auch vorgesehen sein, dass das Federelement mehrere, vorzugsweise zwei, Spiralfedern aufweist. Die Spiralfedern können dabei ebenfalls kegelförmig ausgestaltet sein. Der der Vertiefung zugewandte Endbereich des aus den Spiralfedern gebildeten Federelements kann dabei vorzugsweise wieder an die Form der Vertiefung angepasst sein. Eine besonderes geeignete Ausgestaltung des Federelements ergibt sich durch eine Gestaltung mit zwei kegelförmigen Spiralfedern, welche miteinander einstückig verbunden bzw. aus einem Drahtelement hergestellt sind. Dabei stellen jeweils die Spitzen der beiden kegelförmigen Spiralfedern den Anfang bzw. das Ende des Drahtelements dar. Die Verbindung zwischen den beiden kegelförmigen Spiralfedern - in der Regel das Mittelstück des Drahtelements - kann als gemeinsame letzte Windung des Federelements ausgebildet sein, welches an die Form bzw. den Boden der Vertiefung angepasst ist.13. In an alternative embodiment can also be provided that the spring element comprises a plurality, preferably two, coil springs. The coil springs can also be designed conical. The end region of the spring element formed from the spiral springs facing the depression can preferably be adapted again to the shape of the depression. A particularly suitable embodiment of the spring element results from a design with two conical spiral springs, which are integrally connected to each other or made of a wire element. In each case, the tips of the two conical spiral springs represent the beginning or the end of the wire element. The connection between the two conical spiral springs - usually the middle of the wire element - may be formed as a common last turn of the spring element, which on the mold or is adapted to the bottom of the depression.
  14. 14. Das Federelement kann einen runden oder rechteckigen bzw. quadratischen Drahtquerschnitt aufweisen. Bezüglich der Anordnung der letzten Windung des Federelements am Boden der Vertiefung kann ein rechteckiger Drahtquerschnitt vorteilhaft sein.14. The spring element may have a round or rectangular or square wire cross-section. With regard to the arrangement of the last turn of the spring element at the bottom of the depression, a rectangular wire cross section may be advantageous.
  15. 15. In einer alternativen Ausgestaltung kann das Federelement auch als Blattfeder ausgebildet sein. Die Blattfeder kann dabei ebenfalls in einfacher Weise eine Form aufweisen, die an die Vertiefung bzw. den Boden der Vertiefung angepasst und gegebenenfalls entsprechend eingesetzt bzw. einspannbar ist.15. In an alternative embodiment, the spring element may also be formed as a leaf spring. The leaf spring can also be in a simple way to have a shape that is adapted to the recess or the bottom of the recess and optionally used accordingly or clamped.
  16. 16. Die Vertiefung zur Aufnahme des Federelements kann auch durch einen Vorsprung bzw. eine Erhöhung gebildet sein, welche sich von der Wanderung in Richtung Kurvenring erhebt und die eine Vertiefung zur Aufnahme des Federelements aufweist.16. The recess for receiving the spring element may also be formed by a projection or an increase, which rises from the migration towards the cam ring and having a recess for receiving the spring element.
  17. 17.Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Nachfolgend sind anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung prinzipmäßig dargestellt.17.Vorteilhafte refinements and developments of the invention will become apparent from the dependent claims. Hereinafter, embodiments of the invention are shown in principle with reference to the drawing.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

  1. 1. Es zeigt:1. It shows:
  2. 2. Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines Schnittes durch eine Verdrängerpumpe mit variablem Fördervolumen in einer Ausführungsform als einhubige Flügelzellenpumpe;2 is a schematic representation of a section through a displacement pump with a variable delivery volume in one embodiment as a single-stroke vane pump;
  3. 3. Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II der Fig. 1;3 is a section along the line II-II of Fig. 1;
  4. 4. Fig. 3 ein Federelement zur Beeinflussung der Position des Kurvenrings in einer ersten Ausführungsform;4 shows a spring element for influencing the position of the cam ring in a first embodiment;
  5. 5. Fig. 4 ein Federelement zur Beeinflussung der Position des Kurvenrings in einer zweiten Ausführungsform;5 shows a spring element for influencing the position of the cam ring in a second embodiment;
  6. 6. Fig. 5 ein Federelement zur Beeinflussung der Position des Kurvenrings in einer dritten Ausführungsform; und6 shows a spring element for influencing the position of the cam ring in a third embodiment; and
  7. 7. Fig. 6 ein Federelement zur Beeinflussung der Position des Kurvenrings in einer vierten Ausführungsform.7. Fig. 6 is a spring element for influencing the position of the cam ring in a fourth embodiment.
Weg(e) zur Ausführung der ErfindungWay (s) for carrying out the invention

  1. 1. Die Figuren zeigen eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verdrängerpumpe 1 mit variablem Fördervolumen in einer Ausführung als einhubige Flügelzellenpumpe. Einhubige Flügelzellenpumpen sind hinsichtlich ihrer prinzipiellen Funktionsweise aus dem allgemeinen Stand der Technik hinlänglich bekannt, wozu nur beispielsweise auf die DE 199 42 466 A1 sowie die DE 102 40 499 A1 verwiesen wird. Nachfolgend werden daher lediglich die für die Erfindung wesentlichen Merkmale näher dargestellt.1. The figures show an embodiment of a positive displacement pump 1 according to the invention with variable delivery volume in an embodiment as a single-stroke vane pump. Single-stroke vane pumps are well known in terms of their basic operation from the general state of the art, including only for example on the DE 199 42 466 A1 as well as the DE 102 40 499 A1 is referenced. Below, therefore, only the features essential to the invention are shown in more detail.
  2. 2. Wie aus den Figuren ersichtlich ist, weist die Flügelzellenpumpe 1 ein Gehäuse 2 auf. In das Gehäuse 2 ist ein Außenring 3 eingesetzt. Prinzipiell kann das Gehäuse 2 der Flügelzellenpumpe 1 die Funktion des Außenrings 3 (auch als Zwischenring bezeichnet) übernehmen. Die Ausbildung eines Außenringes 3 hat sich jedoch für die Serienfertigung als zweckmäßig herausgestellt. In dem Außenring 3 ist ein Rotor 4 über eine Welle 5 gelagert. Der Rotor 4 ist von einem Kurvenring 6 umgeben. Der Kurvenring 6 kann durch einen als Stützwelle dienenden Schwingdrehzapfen 7 in einen elliptischem Raum 8, der im Außenring 3 gebildet ist, frei schwingen.2. As can be seen from the figures, the vane pump 1 has a housing 2. In the housing 2, an outer ring 3 is inserted. In principle, the housing 2 of the vane pump 1 can assume the function of the outer ring 3 (also referred to as intermediate ring). However, the formation of an outer ring 3 has been found to be useful for mass production. In the outer ring 3, a rotor 4 is mounted via a shaft 5. The rotor 4 is surrounded by a cam ring 6. The cam ring 6 can swing freely through an oscillating pivot pin 7 serving as a support shaft into an elliptical space 8 formed in the outer ring 3.
  3. 3. Der Kurvenring 6 ist innerhalb des elliptischen Raumes 8 verstellbar bzw. verschiebbar. Zwischen dem Rotor 4 und dem Kurvenring 6 sind über Flügel 9 abgegrenzte Arbeitskammern 10 ausgebildet. Durch ein Verschieben des Kurvenringes 6 verändert sich die Exzentrität zwischen dem Rotor 4 und dem Kurvenring 6, wodurch das Volumen der Arbeitskammern 10 und somit das geometrische Fördervolumen der Flügelzellenpumpe 1 bestimmt wird.3. The cam ring 6 is adjustable or displaceable within the elliptical space 8. Between the rotor 4 and the cam ring 6 are delimited by wings 9 working chambers 10 are formed. By shifting the cam ring 6, the eccentricity between the rotor 4 and the cam ring 6 changes, whereby the volume of the working chambers 10 and thus the geometric displacement of the vane pump 1 is determined.
  4. 4. Wenn der Rotor 4 angetrieben wird, werden die Flügel 9 in Schlitzen des Rotors 4 vorgeschoben und zurückgezogen. Hierfür wird in bekannter Weise ein Hinterflügelfluiddruck verwendet, der im wesentlichen auf die Enden der in den Schlitzen des Rotors 4 geführten Flügel 9 einwirkt.4. When the rotor 4 is driven, the vanes 9 are advanced and retracted in slots of the rotor 4. For this purpose, a Hinterflügelfluiddruck is used in a known manner, which acts essentially on the ends of the guided in the slots of the rotor 4 wings 9.
  5. 5. In bekannter und nicht dargestellter Weise wird die Fluidversorgung des Hinterflügelbereichs sowie allgemein der Fluidzu- und -abfluss durch nierenförmige Schlitze in einer Steuerplatte sichergestellt. Vorgesehen ist in der Regel außerdem ein Lagerdeckel mit einer ebenen Fläche, welche dem Rotorensatz (Rotor 4, Flügel 9 und Kurvenring 6) zugewandt ist und dessen stirnseitige Abdichtung sicherstellt. Der Lagerdeckel ist mit zu der Steuerplatte korrespondierenden nierenförmigen Schlitzen versehen. Dies ist im Ausführungsbeispiel ebenfalls nicht dargestellt. Im Ausführungsbeispiel stellt der Außenring 3 die Freigängigkeit des Kurvenrings 6 sicher und überträgt Querkräfte aus dem Kurvenring 6 in das Gehäuse 2.5. In a known and not shown manner, the fluid supply of the rear wing area and generally the fluid inlet and outlet is ensured by kidney-shaped slots in a control plate. Provided is usually also a bearing cap with a flat surface, which faces the set of rotors (rotor 4, wing 9 and cam ring 6) and ensures the frontal seal. The bearing cap is provided with corresponding to the control plate kidney-shaped slots. This is in the embodiment also not shown. In the exemplary embodiment, the outer ring 3 ensures the free movement of the cam ring 6 and transmits lateral forces from the cam ring 6 into the housing 2.
  6. 6. Zwischen dem Außenring 3 und dem Kurvenring 6 sind sichelförmige Querschnitte 11, 12 angeordnet. Diese Querschnitte werden durch geeignete Dichtungselemente voneinander getrennt. Dadurch kann über eine Druckbeaufschlagung der beiden Querschnitte 11, 12 eine Verschiebung des Kurvenrings 6 herbeigeführt werden.6. Between the outer ring 3 and the cam ring 6 crescent-shaped cross sections 11, 12 are arranged. These cross sections are separated by suitable sealing elements. This can be brought about a pressurization of the two cross sections 11, 12, a displacement of the cam ring 6.
  7. 7. Ein nicht näher dargestellter Steuerkolben 13 ist über Bohrungen 14, 15 mit den sichelförmigen Querschnitten 11, 12 verbunden. Die sichelförmigen Querschnitte 11, 12 können durch den Steuerkolben 13 wechselseitig sowohl mit dem Betriebsdruck der Pumpe als auch mit einem Behälteranschluss 16 verbunden werden. Durch die entstehende Druckdifferenz in den sichelförmigen Querschnitten 11, 12 wird die Verschiebung des Kurvenringes 6 erreicht.7. A non-illustrated control piston 13 is connected via bores 14, 15 with the crescent-shaped cross sections 11, 12. The crescent-shaped cross sections 11, 12 can be mutually connected by the control piston 13 both with the operating pressure of the pump and with a container port 16. Due to the resulting pressure difference in the crescent-shaped cross sections 11, 12, the displacement of the cam ring 6 is achieved.
  8. 8. Erfindungsgemäß weist eine den Kurvenring 3 umgebende Wandung 22, welche im Ausführungsbeispiel durch den Außenring 3 und das Gehäuse 2 gebildet ist, eine Vertiefung 17 auf. Die Vertiefung 17 in der Wandung 22 ist dabei als Vertiefung in dem Außenring 3 ausgebildet. Bei der Vertiefung 17 kann es sich auch um ein Aussparung, Ausnehmung, Nut oder dergleichen handeln.8. According to the invention, a cam ring 3 surrounding wall 22, which is formed in the embodiment by the outer ring 3 and the housing 2, a recess 17. The recess 17 in the wall 22 is formed as a recess in the outer ring 3. The recess 17 may also be a recess, recess, groove or the like.
  9. 9. Ein Federelement 18 wirkt auf den Kurvenring 6 ein bzw. beeinflusst dessen Position. Wie aus Fig. 1 und Fig. 2 ersichtlich ist, stützt sich das Federelement 18 einerseits auf dem Außenring 3 bzw. einem Boden 17a der Vertiefung 17 und andererseits auf der Außenseite des Kurvenringes 6 ab.9. A spring element 18 acts on the cam ring 6 or affects its position. As can be seen from FIG. 1 and FIG. 2, the spring element 18 is supported, on the one hand, on the outer ring 3 or a bottom 17a of the recess 17 and, on the other hand, on the outer side of the cam ring 6.
  10. 10. Fig. 3 zeigt eine Ausgestaltung des Federelements 18 als kegelförmige Spiralfeder 19, wobei deren letzte Windung 20 so gestaltet ist, dass eine Positionierung innerhalb der Vertiefung 17 des Außenringes 3 sichergestellt ist. Die letzte Windung 20 weist in der Ausführungsform gemäß Fig. 3 einen rechteckigen Verlauf auf.10. Fig. 3 shows an embodiment of the spring element 18 as a conical spiral spring 19, wherein the last turn 20 is designed so that a positioning within the recess 17 of the outer ring 3 is ensured. The last turn 20 has in the embodiment of FIG. 3 on a rectangular course.
  11. 11. Gemäß der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform des Federelements 18 weist dieses zwei kegelförmige Spiralfedern 19 auf. Das Federelement 18 gemäß der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist dabei an den Verlauf des Bodens 17a der Vertiefung 17 angepasst. Das Federelement 18 mit den beiden kegelförmigen Spiralfedern 19 ist aus einem Drahtelement hergestellt. Die beiden Spiralfedern 19 gemäß Fig. 4 sind an ihren von der Spitze abgewandten Enden (einstückig) miteinander verbunden, wobei das Verbindungsstück, die an den Verlauf des Bodens 17a der Vertiefung 17 angepasste letzte Windung 20 darstellt. Das Federelement 18 gemäß der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform beginnt an der Spitze einer der beiden Spiralfedern 19, öffnet sich dann kegelförmig bis der Beginn der letzten Windung 20 erreicht wird, verläuft dann angepasst an den Verlauf des Bodens 17a und bildet dabei die letzte Windung 20 sowohl der ersten als auch der zweiten Spiralfeder 19 aus und erstreckt sich anschließend von dort kegelförmig zulaufend zur Spitze der zweiten Spiralfeder 19.11. According to the embodiment of the spring element 18 shown in FIG. 4, this has two conical spiral springs 19. The Spring element 18 according to the embodiment shown in Fig. 4 is adapted to the profile of the bottom 17 a of the recess 17. The spring element 18 with the two conical spiral springs 19 is made of a wire element. The two coil springs 19 shown in FIG. 4 are connected to each other at their ends remote from the tip (one piece), wherein the connecting piece, which is adapted to the course of the bottom 17 a of the recess 17 last turn 20. The spring element 18 according to the embodiment shown in Fig. 4 starts at the top of one of the two coil springs 19, then opens conically until the beginning of the last turn 20 is reached, then adapted to the course of the bottom 17 a, thereby forming the last turn 20 of both the first and the second coil spring 19 and then extends from there tapered to the top of the second coil spring 19th
  12. 12. Fig. 5 zeigt eine zu Fig. 3 alternative Ausführungsform, die sich dadurch von der Ausführungsform gemäß Fig. 3 unterscheidet, dass der Drahtquerschnitt nicht rund, sondern rechteckig, vorzugsweise quadratisch, ist. Analog dazu kann auch die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform einen rechteckigen, beispielsweise quadratischen, Drahtquerschnitt aufweisen.12. FIG. 5 shows an alternative embodiment to FIG. 3, which differs from the embodiment according to FIG. 3 in that the wire cross section is not round but rectangular, preferably square. Similarly, the embodiment shown in Fig. 4 may have a rectangular, for example square, wire cross-section.
  13. 13. Fig. 6 zeigt eine weitere alternative Ausgestaltung des Federelements 18. Das Federelement 18 ist dabei als Blattfeder 21 ausgebildet. Die Blattfeder 21 weist ein Basisteil 21 a auf, das an den Verlauf des Bodens 17a der Vertiefung 17 angepasst, im Ausführungsbeispiel rechteckig, ausgebildet ist. Von dem Basisteil 21 a erhebt sich die Feder der Blattfeder 21, welche zur Anlage an dem Kurvenring 6 vorgesehen ist.13. Fig. 6 shows a further alternative embodiment of the spring element 18. The spring element 18 is formed as a leaf spring 21. The leaf spring 21 has a base part 21 a, which is adapted to the shape of the bottom 17 a of the recess 17, rectangular in the embodiment, is formed. From the base part 21 a, the spring of the leaf spring 21, which is provided for engagement with the cam ring 6 rises.
  14. 14. Das dargestellte Federelement 18 dient im Ausführungsbeispiel zur Rückstellung des Kurvenrings 6.14. The illustrated spring element 18 serves in the exemplary embodiment for returning the cam ring 6.
  15. 15. Die erfindungsgemäße Verdränger- bzw. Flügelzellenpumpe eignet sich in besonderer Weise zum Einsatz bei einer Servolenkeinrichtung von Kraftfahrzeugen.15. The displacer or vane pump according to the invention is particularly suitable for use in a power steering device of motor vehicles.

Claims (15)

Verdrängerpumpe mit variablem Fördervolumen, insbesondere einhubige Flügelzellenpumpe zum Erzeugen eines Druckmittelstroms zu einem Verbraucher, mit einem in einem Gehäuse gelagerten Rotor, einem von einer Wandung umgebenen und freigängig gehaltenen Kurvenring, wobei der Kurvenring zur Veränderung des Fördervolumens zu dem Rotor verschiebbar ist und mit einem Federelement zur Beeinflussung der Position des Kurvenrings, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (18) in einer Vertiefung (17) der Wandung (22) angeordnet ist.Displacement pump with variable displacement, in particular one-stroke vane pump for generating a pressure medium flow to a consumer, with a rotor mounted in a housing, surrounded by a wall and freely held cam ring, wherein the cam ring for changing the delivery volume to the rotor is displaceable and with a spring element for influencing the position of the cam ring, characterized in that the spring element (18) in a recess (17) of the wall (22) is arranged. Verdrängerpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (22) durch das Gehäuse (2) gebildet ist.Positive displacement pump according to claim 1, characterized in that the wall (22) through the housing (2) is formed. Verdrängerpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (22) durch das Gehäuse (2) und einen in das Gehäuse (2) eingesetzten und dem Kurvenring (6) zugewandten Außenring (3) gebildet ist.Positive displacement pump according to claim 1, characterized in that the wall (22) through the housing (2) and one in the housing (2) inserted and the cam ring (6) facing outer ring (3) is formed. Verdrängerpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (17) zur Anordnung des Federelements (18) als Aussparung oder Vertiefung in dem Außenring (3) ausgebildet ist.Positive displacement pump according to claim 3, characterized in that the recess (17) for the arrangement of the spring element (18) as a recess or depression in the outer ring (3) is formed. Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Form der Vertiefung (17) und das Federelement (18) derart aneinander angepasst sind, dass das Federelement (18) zuverlässig in der Vertiefung (17) positionierbar ist.Positive displacement pump according to one of claims 1 to 4, characterized in that the shape of the recess (17) and the spring element (18) are adapted to each other such that the spring element (18) is reliably positionable in the recess (17). Verdrängerpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das der Vertiefung (17) zugewandte Ende des Federelements (18) eine an die Vertiefung (17) angepasste Form aufweist.Positive displacement pump according to claim 5, characterized in that the recess (17) facing the end of the spring element (18) has a shape adapted to the recess (17). Verdrängerpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die letzte Windung (20) des Federelements (18) eine an die Vertiefung (17) angepasste Form aufweist.Positive displacement pump according to claim 6, characterized in that the last turn (20) of the spring element (18) has a shape adapted to the depression (17). Verdrängerpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die letzte Windung (20) eine wenigstens annähernd rechteckige Form aufweist.Positive displacement pump according to claim 7, characterized in that the last turn (20) has an at least approximately rectangular shape. Verdrängerpumpe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die letzte Windung (20) in die Vertiefung (17) einpressbar und/oder einspannbar ist.Positive displacement pump according to claim 7 or 8, characterized in that the last turn (20) in the recess (17) can be pressed and / or clamped. Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (18) eine Spiralfeder (19) ist.Positive displacement pump according to one of claims 1 to 9, characterized characterized in that the spring element (18) is a spiral spring (19). Verdrängerpumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiralfeder (19) kegelförmig ist.Positive displacement pump according to claim 10, characterized in that the spiral spring (19) is conical. Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (18) zwei oder mehr kegelförmige Spiralfedern (19) aufweist.Positive displacement pump according to one of claims 1 to 11, characterized in that the spring element (18) has two or more conical spiral springs (19). Verdrängerpumpe nach Anspruch 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiralfeder (19) einen runden, rechteckigen oder quadratischen Drahtquerschnitt aufweist.Positive displacement pump according to claim 10, 11 or 12, characterized in that the spiral spring (19) has a round, rectangular or square wire cross-section. Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (18) als Blattfeder (21) ausgebildet ist.Positive displacement pump according to one of claims 1 to 9, characterized in that the spring element (18) is designed as a leaf spring (21). Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbraucher eine Servolenkeinrichtung eines Kraftfahrzeugs ist.Positive displacement pump according to one of claims 1 to 14, characterized in that the consumer is a power steering device of a motor vehicle.
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