CN101454572A - 特别用于动力转向系统的齿轮泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种特别用于动力转向系统的齿轮泵(38)，该齿轮泵具有壳体(10)、第一机盖(12)和第二机盖(14)，第一机盖(12)整体形成到壳体(10)中。

Description

特别用于动力转向系统的齿轮泵

技术领域

本发明涉及一种特别用于动力转向系统的齿轮泵，该泵具有壳体、第一机盖和第二机盖。

背景技术

作为原则，这种泵包括许多具体部件，诸如衬垫、齿轮、轴承轴、轴承座、对中销等，所以非常期待有它们的组件。将该泵例如安装到机动车动力转向系统的马达-泵组件中，通常借助螺钉或类似紧固件以笨拙的方式进行。

文件DE203 02 535U1说明了一种普通液压泵，其可以用作动力转向系统马达-泵组件中的预制组件。壳体的端面各自被机盖闭合，两个机盖借助至少一个保持部件保持在一起。液压泵容纳在填充有流体的舱室中，该舱室借助泵本身或其他装置加压。因此，在设计泵的具体部件时，可以假设压力有助于将具体部件彼此保持在一起并且将泵固定成组件。在这种情况下，仅需要具体部件的较小接触压力就能保证让泵启动。这种接触压力是必须的，以便密封泵的输入区域和压力区域。由于壳体和泵机盖的外部压力，在泵内部和泵周围空间之间仅存在非常小的压力差或者根本不存在压力差，所以上述泵部件的壁厚可以最小化。将泵配置为预制组件的优势在于，可以在交付或安装之前测试每个泵，并且作为组件安装比安装若干单独的具体部件更为简单。此外，当如此配置的泵组装时，不需要分别将两个机盖结合到壳体。保持部件保证两个机盖压靠壳体，而不需要额外的固定装置。在引用的该专利公开中，螺钉或弹簧元件用作保持部件，弹簧元件具有优势，因为机盖的高度可以减小，原因在于不需要螺纹且不用容纳螺钉头。

发明内容

本发明的目的在于进一步简化这种特别用于动力转向系统的齿轮泵的构造。

为了实现该目标，利用本发明包括壳体以及第一机盖和第二机盖的齿轮泵，第一机盖整体形成到所述壳体中，这里，术语“整体形成到壳体中的第一机盖”特别指的是第一机盖与所述壳体整体形成。术语“壳体”用来指代泵壳体或包括泵壳体和其他壳体部段例如马达壳体的整体形成的模块。整体形成的壳体-机盖组合非常简单且可以借助挤压技术制作地公差较小。由于第一机盖整体形成到壳体中，所以齿轮泵的具体部件数目显著减少，例如壳体和第一机盖之间的衬垫和对中销可以省去。另一项优势在于，本发明的齿轮泵高度小于现有技术中的齿轮泵。此外，在现有技术中，第一机盖以及所述壳体带来了尺寸公差。由于整体形成设计，仅整体形成的壳体成为公差源，所以对于泵壳体尺寸精度的要求可以降低，而不会增大总体公差。

齿轮泵的壳体可以容纳两个各自布置在轴承轴上并相互啮合的齿轮，该壳体在这里具有两个轴承开口，用于轴承轴。由于轴承开口形成在壳体上，用于齿轮的齿轮轴，因此不需要定制地采用单独的轴承部件。

优选该壳体在穿过两个轴承开口的纵向区段具有管状截面。利用这种截面，该壳体可以不太费力地利用挤压技术制作成一件式。此外，该壳体可以借助挤压技术制作，从而在过渡部具有基本上锐利的边缘(例如，半径为0.2mm)。

在一种实施方式中，壳体与第二机盖的接触表面垂直于轴承轴的长度方向延伸，并穿过齿轮的中心。因此，壳体以及机盖获得管状截面，其几何形状易于借助挤压技术来生产。

这里，轴承座可以布置在壳体上背离轴承开口的侧部，两个轴承轴安装在该轴承座上。因此，齿轮泵的齿轮一方面经由它们的轴承轴通过壳体的轴承开口牢固保持，另一方面借助于轴承座牢固保持，所以可以确保齿轮泵可靠并正确地运作。

在该实施方式中，密封元件可以布置在轴承座中，所述密封元件提供轴向补偿。除了用于齿轮的轴承轴的轴承作用之外，在本例中，轴承座同时固紧用于轴向补偿的密封元件。这样简化了齿轮泵的组装。

在另一种实施方式中，第二机盖布置在壳体上，且两个轴承开口制作在第二机盖上，用于轴承轴。因此，在齿轮面向第二机盖的侧部，不需用于轴承轴的轴承座，所以齿轮泵需要的具体部件的数目更少。

优选，齿轮泵的壳体以铝合金制成。一方面，这样容易借助挤压技术制造，以使壳体的生产不会带来任何问题。另一方面，铝合金的成分可以使得铝材料为相互啮合的轴承轴形成低摩擦滑动轴承。因此，齿轮泵运行地更为顺滑，且在能耗方面相应地具有经济性。

所述这些用于齿轮泵壳体的铝合金的优势，当然也适用于优选以铝合金制成的第二机盖。

作为替代方案，布置在壳体上的第二机盖还可以用钢制成。第二机盖以钢制成对于第二机盖不具有轴承开口并且制作为廉价冲压件的齿轮泵实施方式来说，特别契合实际。

在一些实施方式中，壳体包括泵壳体和马达壳体。泵壳体和马达壳体之间的衬垫和对中销可以省略，因此，简化了组装工作，并且减少了具体部件的数目。

附图说明

参照附图，本发明的其他特征和优势将从以下优选实施方式的说明中体现出来，其中：

图1示出了现有技术中的齿轮泵的分解透视图；

图2示出了根据本发明第一实施方式的齿轮泵的分解透视图；

图3示出了如图2所示本发明第一实施方式的组装齿轮泵的纵向截面图；

图4示出了本发明第二实施方式的齿轮泵的分解透视图；

图5示出了如图4所示本发明第二实施方式的组装齿轮泵的纵向截面图；

图6示出了如图5所示的纵向截面中的细节VI；

图7示出了现有技术中的齿轮泵的示意纵向截面图；

图8示出了如图5所示本发明齿轮泵第二实施方式的示意纵向截面图；

图9示出了如图3所示本发明齿轮泵第一实施方式的示意纵向截面图；

图10示出了本发明齿轮泵第三实施方式的示意纵向截面图；

图11示出了本发明齿轮泵第四实施方式的示意纵向截面图；

图12示出了本发明齿轮泵第五实施方式的示意纵向截面图；

图13示出了本发明齿轮泵第六实施方式的示意纵向截面图；

图14示出了本发明齿轮泵第七实施方式的示意纵向截面图；

图15示出了本发明齿轮泵第八实施方式的示意纵向截面图。

具体实施方式

图1示出了现有技术中的泵，该泵包括中空柱状壳体10’，以及第一机盖12和第二机盖14，所述机盖各自可以闭合该壳体10’的端面。所示的泵是所谓外齿轮泵，其壳体10’容纳具有两个互相啮合的齿轮16、18的一组齿轮，这两个齿轮各自与轴承轴20、22整体形成。轴承轴20、22安装在相对的轴承座24、26中，其中一个轴承轴20、22穿过第一机盖12延伸到壳体10’一个端面之外(驱动轴22)。衬垫28置于第二机盖14和壳体10’或轴承座26之间，而另一个衬垫30置于第一机盖12和壳体10’或轴承座24之间。为了正确定位机盖12、14，对中销32连接到机盖12、14和/或壳体10’，并且对中销32啮合在机盖12、14和/或壳体10’上的对应凹部中。另外的对中销34设置在第一机盖12上，目的是将该泵定位在马达-泵组件中。此外，设置有泵衬垫35，目的是防止第一机盖12上设置的开口(液压流体输入开口和驱动轴22开口)区域泄漏。在所示实施方式中，机盖12、14以螺钉36保持在一起，目的是将该泵保持为处于组装状态的预组装单元。

图2至6示出了本发明的齿轮泵38，其部件功能与图1所示泵的部件相对应的部件具有相同的附图标记。

图2和3示出了齿轮泵38的第一实施方式，第一机盖12整体形成到壳体10中，就是说，与壳体10’整体形成(参见图1)。以壳体10’和第一机盖12整体形成的组件以下称为壳体10。

从图3的纵向截面中可以看出，两个互相啮合的齿轮16、18与它们整体形成的轴承轴20、22收容在壳体10中，该壳体具有两个用于轴承轴20、22的轴承开口40、42。在贯穿两个轴承开口40、42的图3纵向截面中，壳体10具有管状截面。

第二机盖14，类似于图1所示的现有技术，配置为单独的部件，并且布置在壳体10上。但是，第二机盖14具有两个轴承开口44、46来收容轴承轴20、22。由于轴承开口40、42、44、46直接形成在壳体10上，或形成在第二机盖14中，所以在这种情况下不需要轴承座。为了补偿部件的轴向公差，所需要的知识可压缩的容忍弹性的补偿装置48，在目前的情况下，该装置基本上具有轴承座的形状。

设置衬垫28是为了在第二机盖14和壳体10或公差补偿装置48之间创建密封件。

在图2和3所示本发明的齿轮泵38的实施方式中，其部件，特别是壳体10和第二机盖14以专门构型的弹簧元件50保持在一起。可弹性变形的弹簧元件50是马镫形的，带有居中的弯曲部段50a，其端部跟随两个向外弯折成直角的侧部段50b，两个较短的保持部段50c又从此大约以直角延伸。弯曲部段50a，至少在其与第二机盖14接触的一些接触点，在第二机盖14的凹槽52中延伸，从而防止弹簧元件50横向滑动。与此同时，弹簧元件50的弯曲部段50a用作靠近齿轮泵38的部件的隔件，从而确保齿轮泵38的压力出口53处具有足够的截面。两个侧部段50b贴靠壳体10的圆周壁，优选位于圆周壁上的沟槽54中，而两个保持部段50c到达壳体10圆周壁的后部凸起56。借助于第二机盖14上的凹槽52和壳体10上的沟槽54，弹簧元件50将第二机盖14相对于壳体10定位。此外，作为替代方案，或者除此之外，可以存在对中销32。此外，确保齿轮泵38定位在马达-泵组件中的其中一个另外的对中销34可以存在于壳体10上。泵衬垫35必须相对于现有技术进行改动，以便除了输入开口和驱动轴22的轴承开口42之外，还能密封轴承轴20的轴承开口40。

由于本实施方式中轴承开口40、42、44、46构成用于旋转轴承轴20、22的滑动轴承，所以第二机盖14和壳体10优选以低摩擦铝材料制成，例如铝合金。由于机盖和壳体形状并不复杂，所以特别可以利用挤压型材作为起始材料。

图4至6示出了齿轮泵38的第二实施方式，如图1的壳体10’和第一机盖12仍然整体形成，而且指定为壳体10。

明显与图2和3所示第一实施方式相区别的是，第二机盖14为平坦结构。因此，可以利用简单的平密封垫片58替代更为复杂的衬垫28(见图2和3)，密封垫片58的表面积对应于第二机盖14的表面积，并且密封垫片58不设置在第二机盖14的全部表面上。由于第二机盖14并不具有任何轴承开口44、46来容纳轴承轴20、22，所以在该实施方式中，仍然使用轴承座26(见图1)来支撑轴承轴20、22。可压缩的密封元件60设置在轴承座26中，所述密封元件60提供轴向补偿，因此实现图2和3中公差补偿装置48的作用。密封元件60优选铺设在轴承座26的接收沟槽62内，在图6中特别可以看见该沟槽，该图是图5所示VI区域的放大视图。密封元件60借助与轴承轴20、22旋转轴线反向的接收凹槽62固定，从而由于其可压缩性，可以补偿轴向的部件公差，并且相对于彼此或贴靠壳体10或第二机盖14略微压紧壳体10内的泵部件，以使泵部件轴向固定。轴向间隙例如为0.2mm的幅值量级。对于这种尺寸的间隙来说，组合衬垫，就是说，以弹性体与整体形成的支撑环构成的衬垫，特别适合作为密封元件60。组合衬垫可以可靠地密封这种间隙，直到所施加的压力达到约120巴。

平坦的盘状第二机盖14生产更为简单，抵消了因需要轴承座26导致的第二实施方式复杂性更大。在这种情况下，第二机盖14可以制作为廉价的冲压部件，优选以钢制成。

关于齿轮泵38的其他特征和优势，即与图2和3所示的第一实施方式相同的特征和优势，具体参见对第一实施方式的附图解释。

图7至15示出了贯穿齿轮泵38的纵向截面，图7示出了现有技术，而图8至15示出了本发明的实施方式。

图1中的已知齿轮泵38又一次在图1中示意性描述。其包括壳体10’，两个单独的机盖12、14，用于齿轮16、18的轴承轴20、22以及两个轴承座24、26。此外，还画出了单独的马达壳体64，其容纳用来驱动齿轮泵38的马达(这里未示出)。

图8所示本发明齿轮泵38的实施方式对应于图4至6所示的第二实施方式。第一机盖12整体形成到壳体10，且壳体10具有用于轴承轴20、22的轴承开口40、42，以便仍然仅需要轴承座26。省略了第二轴承座24。

图9中的齿轮泵38基本上对应于图2和3所述的第一实施方式，第二机盖14没有直接容纳轴承轴20、22的轴承开口44、46。因此，取代图2和3中所示的公差补偿装置48，设置轴承座26以容纳轴承座20、22。

齿轮泵38的第三实施方式在图10中示出，其中第二机盖14，沿着轴承轴20、22的轴向观察，在齿轮16、18上方局部延伸。在目前的状态下，壳体10与第二机盖14的接触表面垂直于轴承轴20、22的长度方向延伸，并穿过齿轮16、18的中心。

在图11所示的第四实施方式中，靠近马达壳体64的机盖，与图7中不同，设计地和第二机盖14一样。因此，第一机盖位于图1中上边缘，并整体形成到壳体10。

图12至15构成齿轮泵38的第五至第八实施方式。与图8至11所示的第一至第四实施方式相对照，马达壳体64整体形成在壳体10上，以使壳体10成为泵壳体以及马达壳体64。由于这种整体形成的结构，另外的对中销34或密封元件诸如泵衬垫35不再必要，并且可以省略(见图2)。沿着轴承轴20、22的轴向观察，第五至第八实施方式中的第二机盖14在轴承轴20、22和/或齿轮16、18上方延伸不同的距离。在图14中，壳体10与第二机盖14的接触表面例如精确地穿过齿轮16、18的中心延伸。

Claims (11)

1.一种特别用于动力转向系统的齿轮泵，具有壳体(10)、第一机盖(12)和第二机盖(14)，其特征在于，第一机盖(12)整体形成到所述壳体(10)中。

2.如权利要求1所述的齿轮泵，其特征在于，所述壳体(10)容纳两个各自布置在轴承轴(20、22)上并相互啮合的齿轮(16、18)，并且所述壳体具有两个用于轴承轴(20、22)的轴承开口(40、42)。

3.如权利要求2所述的齿轮泵，其特征在于，所述壳体在穿过两个轴承开口(40、42)的纵向区段具有管状截面。

4.如权利要求2或3所述的齿轮泵，其特征在于，所述壳体(10)与第二机盖(14)的接触表面垂直于轴承轴(20、22)的长度方向延伸，并穿过齿轮(16、18)的中心。

5.如权利要求2至4任一项所述的齿轮泵，其特征在于，一轴承座(26)布置在壳体(10)背离轴承开口(40、42)的侧部，所述两个轴承轴(20、22)安装在该轴承座(26)中。

6.如权利要求5所述的齿轮泵，其特征在于，密封元件(60)布置在轴承座(26)中，所述密封元件提供轴向补偿。

7.如权利要求2至6任一项所述的齿轮泵，其特征在于，所述第二机盖(14)布置在所述壳体(10)上，且两个轴承开口(44、46)制作在所述第二机盖(14)上，用于所述轴承轴(20、22)。

8.如前述权利要求任一项所述的齿轮泵，其特征在于，所述壳体(10)以铝合金制成。

9.如前述权利要求任一项所述的齿轮泵，其特征在于，所述第二机盖(14)以铝合金制成。

10.如权利要求1至8任一项所述的齿轮泵，其特征在于，布置在所述壳体(10)上的所述第二机盖(14)以钢制成。

11.如前述权利要求任一项所述的齿轮泵，其特征在于，所述壳体(10)包括泵壳体和马达壳体(64)。

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