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Patent Searching and Data


Title:
POSITIVE-DISPLACEMENT PUMP
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2007/060190
Kind Code:
A1
Abstract:
A positive-displacement pump according to the invention having a variable delivery volume has a housing in which is mounted a rotor which is enclosed by a cam ring. Formed between the rotor and the cam ring are working chambers which are delimited by the rotor elements and whose volume can be adjusted by varying the eccentricity between the rotor and the cam ring. The rotor set is laterally delimited by side plates which have a pump suction opening and a pump pressure opening which run substantially in the shape of a circular arc. At least one end region of the pump suction opening is offset radially outward.

Inventors:
BURDIAK JOHANNES (DE)
Application Number:
PCT/EP2006/068794
Publication Date:
May 31, 2007
Filing Date:
November 23, 2006
Export Citation:
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Assignee:
ZF LENKSYSTEME GMBH (DE)
BURDIAK JOHANNES (DE)
International Classes:
F04C2/344; F04C14/22; F04C15/00
Domestic Patent References:
WO2001088378A12001-11-22
Foreign References:
US4578948A1986-04-01
DE3502519A11986-07-31
DE19917506B42004-02-12
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Claims:
Patentansprüche

Verdrängerpumpe mit variablem Fördervolumen, insbesondere einhubige Flügelzellenpumpe,

1.1 mit einem Gehäuse in welchem ein Rotorensatz, im wesentlichen bestehend aus einem Rotor, Rotorenelementen und einem Kurvenring, gelagert ist, wobei der Rotor von dem Kurvenring umschlossen ist und zwischen dem Rotor und dem Kurvenring durch die Rotorenelemente abgegrenzte Arbeitskammern ausgebildet sind, deren Volumen durch Veränderung der Exzentrität zwischen Rotor und Kurvenring einstellbar ist,

1.2 Seitenplatten, welche den Rotorensatz seitlich begrenzen und die eine Pumpensaugöffnung und eine Pumpendrucköffnung aufweisen, die im wesentlichen kreisbogenförmig verlaufen und durch welche Fluid in die Arbeitskammern gesaugt bzw. aus den Arbeitskammern ausgelassen werden kann,

1.3 eine erste und eine zweite Fluiddruckkammer, die auf zwei Seiten einer Außenumfangsflache des Kurvenrings zwischen dem Kurvenring und dem Gehäuse ausgebildet sind und welche zur

Verschiebung des Kurvenrings druckbeaufschlagbar sind, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass wenigstens ein Endbereich (12,13) der Pumpensaug- öffnung (8) radial nach außen versetzt ist.

2. Verdrängerpumpe nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Pumpensaugöffnung (8) derart verläuft, dass bei einer das geometrische Fördervolumen reduzierenden Verschiebung des Kurvenrings (5) der aus- gangsseitige Endbereich (12) der Pumpensaugöffnung (8) in Drehrichtung betrachtet durch den Kurvenring (5) früher verschlossen ist.

3. Verdrängerpumpe nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der ausgangsseitige Endbereich (12) der Pumpensaugöffnung (8) derart gestaltet ist, dass die Pumpensaugöffnung (8) wenigstens annähernd um den Winkel früher durch den Kurvenring (5) verschlossen ist, um den ein Umschaltpunkt (16), welcher das größte Volumen der Arbeitskammer (6) definiert, in Drehrichtung zurückversetzt ist.

4. Verdrängerpumpe nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Pumpensaugöffnung (8) derart verläuft, dass bei einer das geometrische Fördervolumen reduzierenden Verschiebung des Kurvenrings (5) der ein- gangsseitige Endbereich (13) der Pumpensaugöffnung (8) in Drehrichtung betrachtet durch den Kurvenring (5) früher geöffnet ist.

5. Verdrängerpumpe nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der eingangsseitige Endbereich (13) der Pum- pensaugoffnung (8) derart gestaltet ist, dass die Pumpensaugoffnung (8) wenigstens annähernd um den Winkel früher durch den Kurvenring (5) geöffnet ist, um den ein Umschaltpunkt (17), welcher das geringste Volumen der Arbeitskammer (6) definiert, in Drehrichtung zurückversetzt ist.

6. Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a du r c h g e k e n n z e i ch n e t , dass die beiden Endbereiche (12,13) der Pumpensaugoff- nung (8) spiegelbildlich ausgestaltet sind.

7. Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das frühere Verschließen des ausgangsseitigen Endbereichs (12) der Pumpensaugoffnung (8) und das frühere Offnen des eingangsseitigen Endbereichs (13) der Pumpensaugoffnung (8) dadurch steuerbar ist, dass der Kurvenring (5) diese überfahrt.

Description:

Verdrängerpumpe

Die Erfindung betrifft eine Verdrängerpumpe mit variablem Fördervolumen, insbesondere eine einhubige Flügelzellenpumpe, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Eine gattungsgemäße Verdrängerpumpe ist aus der DE 199 17 506 B4 bekannt.

Zum weiteren Stand der Technik wird auf die DE 199 42 466 Al verweisen.

Die gattungsgemäße Verdrängerpumpe ist als einhubige Flügelzellenpumpe ausgebildet, welche für eine Servo- lenkvorrichtung eines Kraftfahrzeuges Verwendung findet.

Die gattungsgemäße Flügelzellenpumpe weist ein Gehäuse auf, in welchem ein Rotorensatz, im wesentlichen bestehend aus einem Rotor, Rotorenelementen und einem Kurvenring, gelagert ist. Der Rotor wird von einem Kurvenring umschlossen. Zwischen dem Rotor und dem Kurvenring sind durch Rotorenelemente abgegrenzte Arbeitskammern ausgebildet, deren Volumen durch Veränderung der Exzentrität zwischen Rotor und Kurvenring

einstellbar ist. 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 .

Der Rotorensatz wird seitlich von Seitenplatten begrenzt, die eine Pumpensaugöffnung und eine Pumpendrucköffnung aufweisen. Die Pumpensaugöffnung und die Pumpendrucköffnung verlaufen im wesentlichen kreisbogenförmig und dienen dazu, dass Fluid in die Arbeitskammern gesaugt bzw. aus den Arbeitskammern ausgelassen werden kann. Auf zwei Seiten einer Außenumfangs- fläche des Kurvenrings ist eine erste und eine zweite Fluiddruckkammer zwischen dem Kurvenring und dem Gehäuse ausgebildet. Zur Verschiebung des Kurvenringes können die beiden Fluiddruckkammern druckbeaufschlagt werden .

Bei herkömmlichen Verdrängerpumpen ohne einen verstellbaren Kurvenring erhöht oder vermindert sich der Förderstrom entsprechend der Drehzahl des Motors. Ser- volenkvorrichtungen für Kraftfahrzeuge erfordern jedoch eine Lenkhilfskraft, die sich erhöht, wenn das Fahrzeug steht oder bei geringer Geschwindigkeit gesteuert wird und sich vermindert, wenn das Fahrzeug bei hoher Geschwindigkeit manövriert wird. Die Eigen-

schaften der Verdrängerpumpen ohne verstellbaren Kurvenring stehen im Widerspruch zu der gewünschten Lenkhilfskraft .

Aus diesem Grund werden Verdrängerpumpen mit variablem Fordervolumen, wie beispielsweise aus der DE 199 17 506 B4 bekannt, eingesetzt. Diese weisen in der Regel einen Kurvenring auf, der in die erforderliche Richtung verschoben werden kann, um das Volumen in der Pumpenkammer zu andern. Der Forderstrom wird dabei so gesteuert, dass sich dieser bei zunehmender Drehzahl der Pumpe vermindert. Wenn der Kurvenring auf diese Weise verschoben wird, ändert sich dessen Position zu der Pumpensaugoffnung und der Pumpendruckoffnung. Die Verschiebung des Kurvenrings fuhrt dabei auch dazu, dass sich der Zeitpunkt ändert, in dem die Arbeitskammern (begrenzt durch die Flügel) mit der Eingangs- und Ausgangsseite der Pumpensaugoffnung in Verbindung stehen .

In den Zwischenbereich zwischen der Saugseite und der Druckseite bzw. der Druckseite und der Saugseite der Pumpe befinden sich sogenannte Umschaltpunkte, die das größte Volumen der Arbeitskammer (übergang Saugbereich zu Druckbereich) bzw. das geringste Volumen der Arbeitskammer (übergang Druckbereich zu Saugbereich) definieren. Durch ein Verschieben des Kurvenrings ändert sich die Position der Umschaltpunkte, d. h. die Umschaltpunkte wandern je nach Verschiebung des Kurvenrings in Drehrichtung des Rotors nach vorne oder zurück.

Die DE 199 17 506 B4 beschäftigt sich mit der Ausbil-

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dung von Kerben an den Endbereichen der Pumpensaugoff- nung bzw. der Pumpendruckoffnung. Die Kerben stehen dabei in Verbindung mit den Arbeitskammern, um eine sanfte Druckschwankung zu gestalten. Dies hat den folgenden Grund. Wenn ein in Drehrichtung des Rotors voreilendes Rotorelement die Pumpensaugoffnung oder die Pumpendruckoffnung an einem eingangsseitigen Endbereich erreicht, wird die entsprechende Arbeitskammer auf den Pumpenforder- oder -saugdruck der jeweiligen öffnung eingestellt. Wenn sich ein in Drehrichtung nachfolgendes Rotorelement an einem ausgangsseitigen Endbereich der Pumpensaugoffnung oder der Pumpendruck- offnung befindet, wird die entsprechende Arbeitskammer auf den Druck dieser nachfolgenden öffnung eingestellt. Durch die permanenten Druckschwankungen im Zwischenbereich und dem entstehenden Druckungleichgewicht wird ein Schub erzeugt, der auf die Innenflache des Kurvenrings wirkt und diesen somit in Vibration versetzt. Infolgedessen können hydraulische Pulsationen und somit Lärm entstehen. Die Kerben an den Endbereichen der Pumpensaugoffnung und der Pumpendruckoff- nung sollen diese Druckschwankungen abschwachen. Bei herkömmlichen Pumpen sind die Kerben so ausgebildet, dass sie in Radialrichtung feste Positionen bezuglich der Arbeitskammern und in Drehrichtung feste Langen haben. Die Kerben sind dabei in der Regel an den Leerlaufbetrieb des Motors angepasst. Wenn jedoch der Zeitpunkt dieser Verbindung an den Leerlauf angepasst ist, funktionieren die Kerben bei hoher Drehzahl nicht und der Lärm steigt an, da sich durch die Verschiebung des Kurvenrings auch dessen Position zu der Pumpensaugoffnung und der -druckoffnung verschiebt.

Die gattungsgemaße Schrift sieht zur Losung dieses Problems vor, mehrere Kerbnuten auszubilden, so dass die verschiedenen Kerben auf unterschiedliche Pumpendrehzahlen ausgelegt werden können. Dadurch wird erreicht, dass, selbst wenn der Kurvenring verschoben ist, wenigstens eine Kerbe geöffnet bleibt, um einen sanfteren Druckubergang zu gewahrleisten. Dies lost das Problem der Pulsationen und des dadurch entstehenden Lärms der Pumpe jedoch nicht befriedigend. Des weiteren besteht der Nachteil, dass sich in der Arbeitskammer, die sich im Zwischenbereich (übergang Druckseite zur Saugseite) befindet, ein hoher Unterdruck aufbaut, wenn der Kurvenring verschoben wird. Dieser Unterdruck wirkt sich negativ auf die Pumpenfunktion aus. Das Aufbauen eines Unterdrucks resultiert daraus, dass der Zwischenbereich zwischen dem ausgangsseitigen Ende der Pumpendruckoffnung und dem eingangsseitigen Ende der Pumpensaugoffnung großer ist als die durch den Abstand zweier benachbarter Rotorelemente definierten Arbeitskammern. Dies ist notwendig, um einen Kurzschluss zwischen der Pumpensaugseite und der Pumpedruckseite zu vermeiden.

In dem Zwischenbereich zwischen dem ausgangsseitigen Ende der Pumpendruckoffnung und dem eingangsseitigen Ende der Pumpensaugoffnung befindet sich auch der Umschaltpunkt, der das geringste Volumen der Arbeitskammern definiert. Sobald die Mitte der jeweiligen Arbeitskammer diesen Umschaltpunkt überfahren hat, vergrößert sich das Volumen der Arbeitskammer wieder. Die Arbeitskammer kann jedoch erst dann Fluid ansaugen, wenn diese mit dem voreilenden Rotorelement die Eingangsseite der Pumpensaugoffnung überfahren hat. Vor

Erreichen dieser Position entsteht in der sich vergrößernden Arbeitskämmer ein Unterdruck. Ein gewisser Unterdruck lässt sich nicht vermeiden, da der Abstand des Zwischenbereichs so groß gewählt werden muss, dass ein Kurzschluss ausgeschlossen ist. Der entstehende Unterdruck ist bei langsam laufenden Pumpen relativ unproblematisch, da das Fluid in diesem Fall Zeit hat, durch Spalte und dergleichen nachzulaufen. Bei einem Verschieben des Kurvenrings derart, dass das geometrische Fördervolumen verkleinert wird, d. h. bei steigender Pumpendrehzahl, wird der Umschaltpunkt, der das geringste Volumen der Arbeitskammern definiert, entgegen der Förderrichtung verschoben. Der Umschaltpunkt entfernt sich also von der Pumpensaugöffnung. Das bedeutet, dass der Winkel größer wird, innerhalb dessen sich das Volumen der Arbeitskammer vergrößert, ohne dass das vorauseilende Rotorelement die eingangsseiti- ge Pumpensaugöffnung erreicht hat. In der Folge entsteht in dieser Arbeitskammer ein hoher Unterdruck, welcher sich negativ auf die Pumpenfunktion auswirkt und Pulsationen verursacht.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Verdrängerpumpe zu schaffen, die die Nachteile des Standes der Technik löst, insbesondere möglichst geringe Pulsationen und Lärm verursacht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Der Erfinder hat erkannt, dass dadurch, dass wenigstens ein Endbereich der Pumpensaugöffnung radial nach außen versetzt ist, die beim Verschieben des Kurven-

rings auftretenden negativen Effekte, wie zum Beispiel Pulsationen und Lärm, vermieden bzw. deutlich reduziert werden können. Der Erfinder hat ferner erkannt, dass die Pulsationen und der Lärm im ausgangsseitigen Endbereich bzw. im eingangsseitigen Endbereich der Pumpensaugöffnung unterschiedliche Ursachen haben, jedoch in beiden Bereichen durch das erfindungsgemäße Verlagern des jeweiligen Endbereichs der Pumpensaugöffnung nach außen behoben werden können. Durch das erfindungsgemäße Verlagern der Endbereiche bzw. deren Konturen werden die Steuerzeiten in Abhängigkeit der Position des Kurvenrings verändert. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist dabei vorgesehen, dass je mehr der Kurvenring in eine das geometrische Fördervolumen reduzierende Richtung verschoben wird, desto früher wird die Ausgangsseite der Pumpensaugöffnung geschlossen und desto früher wird die Eingangsseite der Pumpensaugöffnung geöffnet. Die entstehenden Effekte werden nachfolgend im Detail erläutert.

Zwischen dem ausgangsseitigen Endbereich der Pumpensaugöffnung und einem Eingangsbereich der Pumpendrucköffnung ist ein Zwischenbereich angeordnet, der einen größeren Winkel umfasst als eine einzelne Arbeitskammer. Dadurch wird erreicht, dass wenn das nacheilende Rotorenelement dieser Arbeitskammer das ausgangsseitige Ende der Pumpensaugöffnung überfahren hat, das vorauseilende Rotorenelement die Eingangsseite der Pumpendrucköffnung noch nicht erreicht hat. Ein Kurzschluss wird somit verhindert. In diesem Zwischenbereich befindet sich ein Umschaltpunkt, welcher das größte Volumen der Arbeitskammern definiert. Sobald die Mitte der diesen Bereich passierenden Arbeitskam-

mer den Umschaltpunkt überfahren hat, verringert sich das Volumen der Arbeitskämmer, wodurch das enthaltene Fluid unter Druck gesetzt wird.

Analog dazu ist der Zwischenbereich zwischen dem aus- gangsseitigen Ende der Pumpendrucköffnung und dem ein- gangsseitigen Ende der Pumpensaugöffnung ausgebildet. In diesem Bereich befindet sich der Umschaltpunkt, welcher das geringste Volumen der Arbeitskammern definiert .

Bei einem Verschieben des Kurvenrings derart, dass das geometrische Fördervolumen reduziert wird, d. h. im Allgemeinen bei steigender Pumpendrehzahl, verschieben sich beide Umschaltpunkte entgegen der Drehrichtung des Rotors. Dies bedeutet für den Umschaltpunkt zwischen dem ausgangsseitigen Ende der Pumpensaugöffnung und dem eingangsseitigen Ende der Pumpendrucköffnung, der das größte Volumen der Arbeitskammer definiert, dass dieser näher an die Ausgangsseite der Pumpensaugöffnung heranwandert. Der Erfinder hat dabei festgestellt, dass in Abhängigkeit der Auslenkung des Kurvenrings der Fall eintritt, dass die Mitte der Arbeitskammer den verschobenen Umschaltpunkt bereits überfahren hat, jedoch das nachlaufende Rotorenelement das Ende der ausgangsseitigen Pumpensaugöffnung noch nicht erreicht hat. Dies bedeutet, das Volumen der Arbeitskammer beginnt sich bereits zu reduzieren, ohne dass die Verbindung zur Pumpensaugöffnung verschlossen ist mit der Folge, dass aus der Arbeitskammer Fluid in den Saugbereich zurückgefördert wird. Diese Rückförderung von Fluid führt zu Pulsationen und zu Lärm. Um die Pulsationen und somit auch den Lärm der Verdrän-

gerpumpe zu reduzieren, gilt es daher, eine Rückförderung von Fluid aus einer Arbeitskammer, die sich im Zwischenbereich zwischen der ausgangsseitigen Pum- pensaugöffnung und der eingangsseitigen Pumpendrucköffnung befindet, zu vermeiden. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass der ausgangsseitige Endbereich der Pumpensaugöffnung bezüglich dem ansonsten im Wesentlichen kreisbogenförmig verlaufenden Mittelbereich der Pumpensaugöffnung radial nach außen versetzt ist. Der radial nach außen versetzte Endbereich der Ausgangsseite der Pumpensaugöffnung ist dabei derart gestaltet, dass dieser noch zur Befüllung der Arbeitskammern dient, wenn sich der Kurvenring in einer Stellung befindet, bei der das geometrische Fördervolumen maximal ist. Sobald der Kurvenring derart verschoben wird, dass sich das geometrische Fördervolumen reduziert, überfährt der Kurvenring den radial nach außen versetzten Endbereich und verschließt diesen kontinuierlich, abgestuft oder auf andere Weise.

Dadurch, dass der Kurvenring, wenn dieser entsprechend verschoben wird, den ausgangsseitigen Endbereich der Pumpensaugöffnung verschließt, wird dieser früher bzw. entgegen der Drehrichtung der Pumpe verschlossen. Das Verschieben des ausgangsseitigen Endes der Pumpensaug- öffnung entgegen der Drehrichtung des Rotors bzw. das frühe Verschließen erfolgt vorzugsweise derart, dass die Pumpensaugöffnung um den Winkel früher durch den Kurvenring verschlossen wird, um den der Umschaltpunkt in Drehrichtung zurückversetzt ist. Somit wird aus der Arbeitskammer, welche sich im Zwischenbereich befindet, ein Rückfördern von Fluid in die Pumpensaugöff- nung zuverlässig vermieden.

Die Pumpensaugöffnung kann in dem radial nach außen versetzten Endbereich eine beliebige Kontur bezüglich Breite und Verlauf aufweisen. Die Kontur kann an die jeweilige gewünschte Pumpenfunktion angepasst werden. Vorteilhaft dürfte dabei ein kontinuierliches Verschließen des Endbereiches der Pumpensaugöffnung in Abhängigkeit der Verschiebung des Umschaltpunktes sein .

Als weitere Maßnahme zur Reduzierung der Pulsationen und zur Verbesserung der Pumpenfunktion kann auch der eingangsseitige Endbereich der Pumpensaugöffnung radial nach außen versetzt sein. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, beide Endbereiche der Pumpensaug- öffnung radial nach außen zu versetzen, jedoch können diese Maßnahmen auch voneinander unabhängig vorgenommen werden.

Dadurch, dass der zwischen dem ausgangsseitigen Endbereich der Pumpendrucköffnung und dem eingangsseitigen Endbereich der Pumpensaugöffnung liegende Umschaltpunkt, der das geringste Volumen der Arbeitskammern definiert, entgegen der Drehrichtung des Rotors verschoben wird, entfernt sich dieser von dem eingangsseitigen Endbereich der Pumpensaugöffnung. Dies bedeutet, dass der Winkel, innerhalb dessen sich das Volumen der Arbeitskammer vergrößert, ohne dass das vorauseilende Rotorenelement den eingangsseitigen Endbereich der Pumpensaugöffnung erreicht hat, größer wird. Bei herkömmlichen Verdrängerpumpen entsteht somit in der Arbeitskammer ein hoher Unterdruck, der sich sowohl negativ auf die Pumpenfunktion auswirkt, als auch

entsprechende Geräusche und Pulsationen erzeugt, sobald das vorauseilende Rotorenelement dieser Arbeitskammer die eingangsseitige Pumpensaugöffnung erreicht. Dadurch, dass nunmehr der eingangsseitige Endbereich der Pumpensaugöffnung erfindungsgemäß radial nach außen versetzt sein kann, wird erreicht, dass der Kurvenring, wenn dieser in eine das geometrische Fördervolumen reduzierende Richtung verschoben wird, den Endbereich der Pumpensaugöffnung schrittweise oder kontinuierlich freigibt. Somit wird die Pumpensaugöff- nung früher freigegeben bzw. entgegen der Drehrichtung früher von dem vorauseilenden Rotorenelement erreicht, so dass ein Aufbau eines hohen Unterdrucks in der Arbeitskammer vermieden wird. Erfindungsgemäß kann dabei vorgesehen sein, dass der radial nach außen versetzte eingangsseitige Endbereich der Pumpensaugöffnung von dem Kurvenring verschlossen ist, wenn sich der Kurvenring in einer Position befindet, in der das geometrische Fördervolumen maximal ist. Erst dann, wenn sich der Kurvenring in eine Richtung bewegt, in der das geometrische Fördervolumen reduziert wird, im Allgemeinen bei steigender Pumpendrehzahl, wird der radial nach außen versetzte Endbereich freigegeben.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass der Endbereich der eingangsseitigen Pumpensaugöffnung derart gestaltet ist, dass die Pumpensaugöffnung wenigstens annähernd um den Winkel früher durch den Kurvenring geöffnet ist, um den der Umschaltpunkt, welcher das geringste Volumen der Arbeitskammer definiert, in Drehrichtung zurückversetzt ist.

Durch diese Ausgestaltung wird der Bereich, innerhalb

dessen die Arbeitskämmer weder mit der Pumpensaugöff- nung noch mit der Pumpendrucköffnung in Kontakt ist (Zwischenbereich), im Wesentlichen konstant gehalten. Somit ist einerseits gewährleistet, dass kein Kurz- schluss entsteht, andererseits wird das Entstehen eines hohen Unterdrucks in der Arbeitskammer vermieden.

Von Vorteil ist es, wenn die beiden Endbereiche der Pumpensaugöffnung spiegelbildlich ausgestaltet sind.

Nachdem die Verschiebung der beiden Umschaltpunkte gleichmäßig erfolgt, hat sich eine spiegelbildliche Ausgestaltung der beiden Endbereiche der Pumpensaugöffnung als geeignet herausgestellt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen. Nachfolgend ist anhand der Zeichnung eine Ausführungsbeispiel der Erfindung prinzipmäßig dargestellt.

Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht der erfindungsgemäßen Verdrängerpumpe in einer Position, in der das geometrische Fördervolumen maximal ist;

Fig. 2 eine schematische Querschnittsansicht gemäß Fig. 1, in der der Kurvenring in eine Richtung ausgelenkt ist, in der das geometrische Fördervolumen reduziert ist;

Fig. 3 eine schematische Querschnittsansicht der erfindungsgemäßen Verdrängerpumpe in einer Position, in der das geometrische Fördervolumen maximal ist; und

Fig. 4 eine schematische Querschnittsansicht gemäß Fig. 3, in der der Kurvenring in eine Richtung ausgelenkt ist, in der das geometrische Fördervolumen reduziert ist.

Verdrängerpumpen mit variablem Fördervolumen, insbesondere einhubige Flügelzellenpumpen, sind aus dem allgemeinen Stand der Technik hinlänglich bekannt, weshalb nachfolgend nur auf die für die Erfindung wesentlichen Merkmale näher eingegangen wird. Eine gattungsgemäße Verdrängerpumpe ergibt sich aus der DE 199 17 506 B4, auf die hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird. Nachfolgend werden nur die für die Erfindung wesentlichen Merkmale näher dargestellt.

Die in den Figuren dargestellte Verdrängerpumpe ist als Flügelzellenpumpe ausgebildet und weist ein Gehäuse 1 mit einem Rotorensatz 2, der im wesentlichen aus einem Rotor 3, Rotorenelementen 4 und einem Kurvenring 5 besteht, auf. Der Rotorensatz 2 ist in dem Gehäuse 1 gelagert. Der Rotor 3 wird von dem Kurvenring 5 umschlossen. Zwischen dem Rotor 3 und dem Kurvenring 5 sind durch die Rotorenelemente 4 abgegrenzte Arbeitskammern 6 ausgebildet, deren Volumen durch Veränderung der Exzentrität zwischen Rotor 3 und Kurvenring 5 einstellbar ist. Die Rotorenelemente sind im Ausführungsbeispiel als Flügel 4 ausgebildet.

Die im Ausführungsbeispiel dargestellte Flügelzellenpumpe weist ferner Seitenplatten 7 auf, welche in bekannter Weise den Rotorensatz 2 seitlich begrenzen und die eine Pumpensaugöffnung 8 und eine Pumpendrucköffnung 9 aufweisen. Im Ausführungsbeispiel ist lediglich eine Seitenplatte 7 mit einer Pumpensaugöffnung 8 und einer Pumpendrucköffnung 9 dargestellt. Die Seitenplatte 7 kann in bekannter Weise auch entfallen und in einer entsprechenden Gehäusewand des Gehäuses 1 ausgeformt sein. Auch hierzu wird auf die DE 199 17 506 B4 verwiesen .

Die Pumpensaugöffnung 8 und die Pumpendrucköffnung 9 verlaufen im wesentlichen kreisbogenförmig in der Seitenplatte 7. Durch die Pumpensaugöffnung 8 werden die Arbeitskammern 6 mit Fluid befüllt bzw. wird Fluid in die Arbeitskammern 6 gesaugt. Durch die Pumpendrucköffnung 9 wird Fluid aus den Arbeitskammern 6 ausgelassen bzw. unter Druck ausgespritzt.

Die erfindungsgemäße Verdrängerpumpe weist ferner in ebenfalls bekannter Weise eine erste und eine zweite Fluiddruckkammer 10, 11 auf, die auf zwei Seiten einer Außenumfangsflache des Kurvenrings 5 zwischen dem Kurvenring 5 und dem Gehäuse 1 ausgebildet sind und welche zur Verschiebung des Kurvenrings 5 druckbeaufschlagt werden können. Eine Druckbeaufschlagung der Außenumfangsflachen des Kurvenrings 5 ist ebenfalls aus dem allgemeinen Stand der Technik, beispielsweise der DE 199 17 506 B4 hinlänglich bekannt.

Wie aus den Figuren 1 bis 4 ersichtlich ist, sind beide Endbereiche 12, 13 der Pumpensaugöffnung 8 radial

nach außen versetzt. Zwischen dem ausgangsseitigen Endbereich 12 der Pumpensaugoffnung 8 und dem ein- gangsseitigen Endbereich 18 der Pumpendruckoffnung 9 befindet sich ein Zwischenbereich 14, welcher den U- bergangsbereich der Arbeitskammern 6 von der Pum- pensaugseite zur Pumpendruckseite darstellt. Analog dazu befindet sich zwischen dem ausgangsseitigen Endbereich 19 der Pumpendruckoffnung 9 und dem eingangs- seitigen Endbereich 13 der Pumpensaugoffnung 8 ein Zwischenbereich 15.

Aus den Figuren 1 und 2 ist ein Umschaltpunkt 16 ersichtlich, welcher das größte Volumen der Arbeitskammern 6 definiert (die Flügel 4 sind maximal ausgefahren) . Nachdem die Mitte der Arbeitskammer 6 den Umschaltpunkt 16 überfahren hat, verkleinert sich das Volumen der Arbeitskammer 6, wodurch das Fluid in der Arbeitskammer 6 vorkomprimiert wird, bis der in Drehrichtung voreilende Flügel 4 die Eingangsseite der Pumpendruckoffnung 9 überfahren hat. Der Vorkompressionsbereich ist in Figur 1 und 2 mit dem Winkel X° angegeben. Die Position, an der der Vorkompressionsbereich endet, ist durch den strichliniert dargestellten Flügel 4' in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, verschiebt sich der Umschaltpunkt 16 entgegen der Drehrichtung des Rotors 3, wenn der Kurvenring 5 in eine das geometrische Fordervolumen reduzierende Richtung ausgelenkt wird. Somit vergrößert sich der Vorkompressionsbereich um den Winkel Y°, welcher der Verschiebung des Umschaltpunktes 16 entgegen der Drehrichtung des Rotors 3 entspricht. Durch die Verschiebung des Kurvenrings 5

uberfahrt dieser wenigstens teilweise den Endbereich 12 der ausgangsseitigen Pumpensaugoffnung 8, wodurch der Endbereich 12 entsprechend verschlossen wird. In Drehrichtung betrachtet wird somit die Pumpensaugoff- nung 8 durch den Kurvenring 5 früher verschlossen, wodurch eine Ruckforderung von Fluid aus der im Zwischenbereich 14 befindlichen Arbeitskammer 6 in die Pumpensaugoffnung 8 vermieden wird.

Gemäß Fig. 1 und Fig. 2 weist der ausgangsseitige Endbereich 12 der Pumpensaugoffnung 8 eine Abwinklung bzw. einen Knick 12a auf, der dafür sorgt, dass der Endbereich 12 radial nach außen versetzt ist.

Gemäß Fig. 1 und Fig. 2 verjungt sich die Pumpensaug- offnung 8 bzw. der zu der Arbeitskammer 6 geöffnete Endbereich 12. Dies hat sich als besonders geeignet herausgestellt. Alternativ oder ergänzend dazu kann der Endbereich 12 (und selbstverständlich auch der Endbereich 13) mit einer Kerbe versehen sein.

Die Figuren 3 und 4 zeigen die erfindungsgemaße Losung im übergang von der Pumpendruckseite zur Pumpensaug- seite bzw. von der Pumpendruckoffnung 9 zur Pumpensaugoffnung 8. In diesem Zwischenbereich 15 befindet sich ein Umschaltpunkt 17, welcher das geringste Volumen der Arbeitskammern 6 definiert (die Flügel 4 sind maximal eingefahren) . Um einen Kurzschluss zu vermeiden, ist der Winkel des Zwischenbereichs 15 großer als der Winkel, den eine Arbeitskammer 6 einnimmt. Nachdem die Mitte der Arbeitskammer 6 den Umschaltpunkt 17 überlaufen hat, vergrößert sich das Volumen der Arbeitskammer 6 wieder, wodurch sich in der Ar-

beitskammer ein Unterdruck einstellt, bis der vorauseilende Flügel 4 den eingangsseitigen Endbereich 13 der Pumpensaugöffnung 8 erreicht hat. Der Bereich, in dem sich gemäß Fig. 3 ein Unterdruck einstellt, ist mit X° bezeichnet.

Gemäß der in Fig. 3 dargestellten Gestaltung des Endbereiches 13 der Pumpensaugöffnung 8 verläuft diese derart, dass der Kurvenring 5 den Endbereich 13 verschließt, wenn sich der Kurvenring 5 in einer Position befindet, in der das geometrische Fördervolumen maximal ist. Erst durch eine Verschiebung des Kurvenrings 5 in eine Richtung, in der das geometrische Fördervolumen reduziert wird, überfährt der Kurvenring 5 den Endbereich 13 derart, dass dieser (vorzugsweise kontinuierlich) geöffnet wird. Dadurch dass der Kurvenring 5 den Endbereich 13 freigibt, wird die Pumpensaugöff- nung 8 in Drehrichtung betrachtet durch den Kurvenring 5 früher geöffnet. Dies ist in Fig. 4 dargestellt. Wie aus Fig. 4 ebenfalls ersichtlich ist, verschiebt sich der Umschaltpunkt 17 durch die entsprechende Bewegung des Kurvenrings 5 entgegen der Drehrichtung des Rotors 3. Der Bereich, in dem sich in der Arbeitskammer 6 Unterdruck bildet, würde gemäß dem Stand der Technik um den Winkel Y° vergrößert werden, wodurch die Pumpenfunktion negativ beeinflusst wird und Pulsationen entstehen. Dadurch, dass der Kurvenring 5 durch seine Verschiebung jedoch den Endbereich 13 freigibt, wird die Pumpensaugöffnung 8 in Drehrichtung betrachtet früher geöffnet, so dass die sich volumenmäßig vergrößernde Arbeitskammer 6 früher aus der Pumpensaugöff- nung 8 Fluid ansaugen kann und folglich kein übermäßig hoher Unterdruck in der Arbeitskammer 6 aufgebaut

wird. Der Verlauf des Endbereichs 13 ist derart gestaltet, dass die Pumpensaugöffnung 8 wenigstens annähernd um den Winkel früher durch den Kurvenring 5 geöffnet ist, um den der Umschaltpunkt 17 in Drehrichtung zurückversetzt ist. Der Bereich, in dem in der Arbeitskammer 6 Unterdruck entsteht, entspricht somit weiterhin dem Winkel X° .

Mit dem Flügel 4b ist in Fig. 3 die theoretische Position eines Flügels dargestellt, bis zu der sich Unterdruck (Winkel X°) in der entsprechenden Arbeitskammer 6 aufbaut, d. h. bevor der Flügel 4b den Eingangsbereich der Pumpensaugöffnung 8 überfahren hat. In Fig. 4 ist derselbe Flügel 4b dargestellt, um zu verdeutlichen, um wieviel der Bereich, in dem Unterkompression entsteht, ansteigen würde (X° + Y°), wenn nicht durch den erfindungsgemäßen Verlauf des Endbereiches 13 und das Verschieben des Kurvenringes 5 die Pumpensaugöff- nung 8 früher geöffnet würde.

Wie aus Fig. 3 und Fig. 4 ersichtlich, wird der Endbereich 13 durch eine Abwinklung 13a ausgebildet. Möglich ist jedoch auch ein anderer Verlauf des Endbereichs 13, durch den erreicht wird, dass der Endbereich 13 der Pumpensaugöffnung 8 radial nach außen versetzt ist.

Die erfindungsgemäße Verdrängerpumpe eignet sich in besonderer Weise zum Einsatz in einem Servolenksystem eines Kraftfahrzeuges.