CN101680437A - 包括主泵和其泵送流量可调的增压泵的泵单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种包括主泵(4)和泵送流量可调的增压泵(5)的泵单元。为了调节增压泵(5)的泵送流量，设有冲程环(23)。冲程环(23)承受依据主泵(4)的入口压力的调节力。

Description

包括主泵和其泵送流量可调的增压泵的泵单元

技术领域

本发明涉及包括主泵和泵送流量可调的增压泵的泵单元。

背景技术

从DE10045118A1中公开一种包括主泵和增压泵的液压系统。所提出的液压系统按照串联布置方式具有两个泵，两个泵中的每个泵的泵送流量都是可调的。增压泵的泵送侧与主泵入口侧相连，增压泵可通过调节机构被调节。为此，设有作用于增压泵的调节机构的控制装置或调整装置。

从GB2150981A中也公开一种包括两个串联的泵的系统。增压泵从贮槽容积中抽吸压力介质并通过连接管路送往主泵。主泵和增压泵都被设计成是可调的且分别具有一个控制装置。设有电子控制装置，用于控制增压泵的控制装置以及主泵的控制装置。

包括两个串联的液压泵的已知系统的缺点在于，为第二泵供应压力介质的第一泵的泵送流量调整没有依据在第二泵的输入侧起作用的压力进行。因此，调节机构仅间接考虑了由两个泵构成的整个系统的运行状况。

另外，从DE10353027A1中公开一种简单的叶片泵，其中泵送压力和抽吸压力之间的压力差作用于一个冲程环。冲程环可以平移调整，并且一方面承受泵送侧压力，另一方面承受存在于叶片泵抽吸侧的压力。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种包括主泵和泵送流量可调的增压泵的泵单元，其中实现在主泵运行状况变化时的增压泵泵送流量的快速调节。

通过按照本发明的、具有权利要求1的特征的泵单元来实现该目的。

按照本发明的泵单元具有主泵和泵送流量可调的增压泵。为了调整增压泵的泵送流量，设有调节机构，该调节机构承受由主泵的入口压力决定的调节力。通过产生取决于存在于主泵入口侧的压力的调节力来保证，一旦主泵的入口压力有变，在增压泵的泵送流量调节中就直接做出响应。通过这种方式，一方面可以避免压力峰值，另一方面确保可靠防止主泵供应不足和进而出现空穴作用。这有利地影响主泵的使用寿命。此时重要的是，泵送流量的调节依据入口侧压力来进行。例如归结于设置在主泵和增压泵之间的过滤器的压力波动此时还是不起作用。

在从属权利要求中描述了按照本发明的泵单元的有利改进方案。

用于改变增压泵的泵送流量的调节机构最好是冲程环。增压泵的借助冲程环的这种调整可以简单且省地地设置在泵单元中。

增压泵优选设置在外壳部的缺口中，其中在该外壳部的缺口和冲程环之间形成一个压力室，压力室承受用于产生调节力的调节压力。通过在外壳部的缺口和冲程环之间的压力室，可以直接通过产生调节压力而在冲程环上产生调节力。因此，没有必要例如借助电磁调节件来复杂地产生调节力，或者也不需要一个承受液压力的附加调节柱塞。

此时尤其有利的是，外壳部是泵单元的连接板，并且压力室与主泵的入口管路相连。通过这种方式，直接由主泵入口侧的压力产生调节力，因此该压力同时是调节压力。因而，费事地掌握主泵入口侧的压力并随后产生调节力是多余的。还有利的是，调节力和主泵入口侧的压力之间的直接关联保证了快速反应。

根据另一个优选实施方式，在压力室的局部区域内，在冲程环的外周面上形成在冲程环中的槽。借助这种槽来保证，即便在冲程环被调节向其最终位置时，压力室也可以承受调节压力，其中通过在冲程环中的槽而存在足够用于调节的表面。因而，针对压力变化的反应时间在冲程环处于极限位置时也缩短了，并且获得了增压泵泵送流量的动态调节。

主泵的入口管路形成有最好像在连接板中的通道那样的压力室。入口管路和压力室的这种直接连通导致非常短的管路长度。因此，压力损失得以减少，这最终又导致增压泵泵送流量调节的更强的响应性能。

还有利的是，在冲程环和容纳冲程环或者整个增压泵的缺口之间形成导向部。通过这种导向部，保证冲程环在缺口中被准确引导。冲程环被准确引导最终又导致更好的调整性能，因为不会出现例如可能由具有圆形外形的冲程环的不圆性引起的不一致的调整性能。这种具有圆形外形的冲程环可在泵单元工作中转动。由于在冲程环和外壳部的缺口之间的间隙大小会变化，所以与冲程环的位置相关地出现了不同的、由压力室泄漏压力介质而引起的压力损失。这又对响应性能以及尤其是泵送流量调节的可再现性产生不利影响。尽管一侧的导向就足以防止冲程环在其中设有增压泵的外壳部中转动，但优选对称引导冲程环。为此，一方面，冲程环具有两个相互平行构成的截平部，另一方面，在外壳部的缺口中也设有两个对应的截平部。

此外，根据另一个优选实施方式，冲程环承受回复力。回复力以一个平行于该外壳的截平部地取向的力作用方向作用于冲程环。因此，因冲程环在外壳部缺口中的摩擦而作用于冲程环和外壳环之间的阻力小，尤其是与冲程环的位置无关。

尤其优选的是，冲程环承受回复力，并且回复力的力作用方向垂直于一个由作用于冲程环的泵送侧内压力所产生的液压力。此时尤其优选以下措施，通过在冲程环内侧产生的液压力的压力同时也垂直于在通过截平部形成的截平面。因此，因泵送压力而在冲程环内产生的力可以可靠地通过截平部来承受。通过泵送压力产生的作用于冲程环的力因而没有不利地影响调整。实现了调整性能的改善，因为其只取决于回复力和主泵入口压力。

附图说明

在以下的说明中依据附图来详细说明优选实施例，其中：

图1是包括主泵和可调的增压泵的本发明泵单元的纵剖面图；

图2是表示包括用于调节增压泵泵送流量的冲程环的本发明泵单元的连接板的俯视图。

具体实施方式

在图1中示出了根据本发明的泵单元1的优选实施例，其包括外壳，该外壳包括罐形外壳部2和封闭罐形外壳部2的另一外壳部。另一外壳部成连接板3的形状。在罐形外壳部2中设有主泵4。增压泵5设置在连接板3的、远离罐形外壳部2的一侧。

在所示出的实施例中，成轴向柱塞机形式的主泵4和增压泵5通过一个共同的驱动轴6被驱动。驱动轴6具有在底部区域从罐形外壳部2中伸出的轴端。在驱动轴6的该轴端上形成有齿部7。齿部7用于使驱动轴6抗转动地联接一个力矩产生装置。

共同的驱动轴6借助第一轴承8和第二轴承9可转动地支撑在泵单元1的外壳中，因而可绕转动轴线转动。第一轴承8设置在罐形外壳部2的底部中。第二轴承9设置在连接板3内，在连接板3的、靠近罐形外壳部2内腔的一侧。

圆筒10抗转动地与共同的驱动轴6联接。在圆筒10中形成多个圆柱孔。这些圆柱孔分散设置在一个轮廓圆上并且平行于转动轴线延伸。在每个圆柱孔中，可纵向移动地分别设有一个柱塞11。各有一个滑靴12与柱塞11铰接，通过滑靴，柱塞11支撑在斜盘13上。斜盘13具有工作面，滑靴12在圆筒10转动时滑动支撑于该工作面上。根据斜盘13的工作面与共同的驱动轴6的转动轴线所包夹形成的角度，柱塞11执行在圆筒10的圆柱孔中的升降运动。

在圆筒10的、远离斜盘13的端侧，圆柱孔是敞开的。当圆筒10转动时，圆柱孔通过形成在控制板14中的开口交替地与第一控制开口15或第二控制开口16相互连通。第一控制开口15和第二控制开口16成肾形状。第一和第二控制开口15、16共同构成第一对控制开口15和16。第一控制开口15与入口管路17相连通，第二控制开口16与出口管路18相连通。当柱塞11在做增大圆柱孔容积的升降运动时，通过第一控制开口15从入口管路17中抽吸压力介质。与之相应，当柱塞在做减小圆柱孔容积的升降运动时，压力介质通过控制板14被排入第二控制开口16。为了防止控制板14相对连接板3转动，例如可以设置紧配销。

另外，圆筒10借助弹簧力被压向控制板14，从而保证圆筒10的、远离斜盘13的端侧紧密支撑在控制板14上。

共同的驱动轴16具有自由的轴端19。自由的轴端19穿过第二轴承9并且伸入连接板3的阶梯形缺口24中。连接板3的阶梯形缺口24在其远离外壳内腔的一侧容纳增压泵5的构件。在自由的轴端19上设有其转子20。在所示出的实施例中，增压泵5成叶片泵形式。转子20借助力矩传递装置设置在共同的驱动轴6的自由的轴端19上。在最简单的例子中，这种力矩传递装置可以是多齿联接或键轴联接。为此，在自由的轴端19上形成同步啮合齿，其与转子20侧的对应的同步支座相啮合。

在所示出的优选实施例中，增压泵5成叶片泵形式。为此，在转子20中沿径向或近似沿径向设有多个槽。在所示的剖面图中，分别设有一个活动件22。当转子20转动时，可在径向上移动的活动件22因离心力而在径向上外移，结果，它紧贴在冲程环23的内周面上。

冲程环23就其相对共同的驱动轴6和进而转子20的转动轴线的相对位置而言是可移动地设计的。冲程环23的偏心位置将通过调节机构的调节力以及沿相反方向作用于冲程环23的、在图1中看不到的回复机构的力来调节。调节机构或者回复机构的位置和构造以下还将参照图2加以描述。在所示出的实施例中，为了产生作用于冲程环23的调节力，输入存在于入口管路17中的压力。为此，入口管路17通过调节压力通道26与构成压力室的镰刀形间隙相连通。该间隙出现在冲程环23和在对准外表面的连接板3侧上的缺口24之间。转子20也被装入缺口24，装在冲程环23中。缺口24通过盖板25被封闭。盖板25例如通过O形密封圈被密封并且通过螺纹件与连接板23相联接。

在所示出的实施例中，调节机构通过压力室构成。作为回复机构，在从图1中看不到的位置例如设置弹簧或弹簧组。回复机构对冲程环23施加一个力，该力的作用方向与通过在入口管路17中且因而在主泵入口侧的压力所产生的液压力相反。

如以下还将参照图2看得更清楚的那样，缺口24在一个方向上比在该方向上的冲程环23最大延伸长度长。因此，在冲程环23的外表面28和连接板3之间，在缺口24的区域内出现压力室27。压力室27通过调节压力通道26与入口管路17相连通。理想的是，为获得在压力室27和入口管路17之间的非常短的连接，调节压力通道26如图1所示地以连接板3中的孔的形式构成。调节压力通道26的短小防止了沿调节压力通道26的压力损失，结果，压力室27中的压力实际上总是等于入口管路17中的压力。因此，在主泵4入口侧的压力有变化时，冲程环23实际上总是同时承受相应的调节压力。由此一来，直接产生作用于冲程环23的调节力，该调节力取决于主泵4的入口压力。增压泵5的动态状态因而得以改善。在调节压力通道26内的压力降可以忽略不计。总体而言，通过在主泵4入口侧存在于入口管路17中的压力产生作用于冲程环23的调节力具有以下优点，增压泵5的工作容积的调节与存在于主泵4入口侧的压力直接相互关联。此时，首先也省掉了用于将冲程环23带入对应于所要求的泵送流量的且由主泵4的入口侧压力决定的位置的单独的调节机构。调节力直接通过压力室27中的调节压力产生，其中压力室27通过冲程环23被限定于一个方向上。

图2再次示出压力室27。压力室27形成在冲程环23的外周面28和连接板3之间。在图2中，为了能更好地一览无余，不仅省掉了盖板25，也省掉了设置在连接板3的缺口24中的转子20。

增压泵5的工作容积将通过冲程环23在缺口24中的位置来定。因此，缺口24在冲程环23的调节方向上比冲程环23的纵向延伸长度长。冲程环23的调节在调节轴线31的方向上完成。平行于调节轴线31地，冲程环23在两个对置的部位从圆形横截面起被截平。冲程环23的如此产生的截平部29’和30’对应于在缺口24中的相应的平直部分29”和30”并且与之配合构成第一和第二导向部29和30。通过导向部29和30，将避免冲程环23的转动。防止冲程环23转动减小了磨损并且有其提高了增压泵5泵送流量的调节精度。此外，由于在导向部29和30的区域内的密封间隙的长度，所以压力室27相对在相对侧形成的在冲程环23外周面28和连接板3缺口24之间的区域的密封得以改善。沿导向部29和30的压力损失因而得以减小，结果，不仅改善了调节精度，而且改善了增压泵5的响应性能。通过使增压泵5的调节动态化，实现了整个泵单元1的更好的调整性能，这是因为本身变化的且影响到主泵4的入口侧压力的运行状况直接造成增压泵5的冲程环23的调节运动。

图2表示优选实施例，它包括两个设置在冲程环23和进而该对应得缺口24的相对两侧的导向部29和30。但是，在一个替代的简化实施方式中，以下措施也是可行的，只在一侧设置一个导向部。导向部最好平行于调节轴线31地延伸，其中第一控制开口32和第二控制开口33的布置相对调节轴线31是对称的。于是，在压力侧作用于冲程环23的内周边的力的合力垂直于调节轴线31。在冲程环23的调节方向上，没有出现归结于泵送压力的分力。第一控制开口32和第二控制开口33分别成肾形。第一控制开口32与抽吸通道34相连通，该抽吸通道设置在连接板3的连接弧中，并且第一控制开口例如与贮罐容积相连。增压泵5的泵送侧和进而第二控制开口33通过出口管路35与主泵4的入口管路17相连。此时，在出口管路35和主泵4入口管路17之间的连接中设有过滤器，它以凸缘被外接到连接板3上。增压泵5的出口管路35至少部分如此构成，它围绕主泵4的入口管路17，如图2所示。为了更好地一览无余，只部分示出了主泵4的入口管路17。如已经能在图1中以及在图2中清楚看到的那样，构成调节压力通道26的、在压力室27和主泵4的入口管路17之间的连接通道很短。

为了能在主泵4入口侧压力降低时且进而在压力室27中的调节压力降低和调节力降低时提高增压泵5的泵送流量，必须如此调节冲程环23，即它缩小压力室27的容积。为此，设有回复机构38。在所示出的实施例中，回复机构38简单构成并且包括回复弹簧39和塞40。塞40构成回复弹簧39的第一弹簧座。成螺旋弹簧形式的回复弹簧39的相反端支撑在冲程环23的外周面28上并因而产生平移力，该平移力将冲程环23推向调节轴线31。回复弹簧39和塞40被安置到连接板3的孔37中。孔37的中心轴线与调节轴线31重合。为此，冲程环23的调节方向和回复机构38的力作用方向相互平行，或者说在所示出的实施例中重合。

为了能在压力升高时防止在连接板3中冲程环23被调节到非常小的泵送流量，在缺口24中设有止挡24，此止挡限制冲程环23的在泵送流量降低的方向上的运动。而另一方面为了防止在主泵4入口管路17中的压力非常小时冲程环23与缺口24在调节压力通道26区域内密封配合，最好在冲程环23的外周面28中在压力室区域或者至少在压力室27的局部区域内开设沿周向延伸的槽。槽此时尤其延伸至调节压力通道26的通口区域。由此确保了，当主泵4入口管路17中的压力增大时，即便冲程环23贴靠连接板3的缺口24，也有调节力被施加在足够大的表面上。这样，尤其在泵单元被投入工作时，响应性能得以改善。

本发明不局限于所示出的实施例。尤其是，可以获得根据本发明的泵单元1的单独特征的有利组合。

Claims (9)

1.一种包括主泵(4)和其泵送流量可通过调节机构调节的增压泵(5)的泵单元，其特征是，为了调节增压泵(5)的泵送流量，增压泵(5)的调节机构承受依据主泵(4)的入口压力的调节力。

2.根据权利要求1所述的泵单元，其特征是，增压泵(5)的调节机构是冲程环(23)。

3.根据权利要求2所述的泵单元，其特征是，增压泵(5)设置在一个外壳部的缺口(24)中并且在外壳部和冲程环(23)之间形成压力室(27)，该压力室承受调节压力以便产生调节力。

4.根据权利要求3所述的泵单元，其特征是，外壳部是泵单元(1)的连接板(3)，压力室(27)与主泵(4)的入口管路(17)相连通。

5.根据权利要求4所述的泵单元，其特征是，至少在压力室(27)的局部区域中，在冲程环(23)的外周面(28)上形成在冲程环(23)中的槽。

6.根据权利要求4或5所述的泵单元，其特征是，入口管路(17)与压力室(27)的连通以在连接板(3)中的调节压力通道(26)的形式构成。

7.根据权利要求3至6之一所述的泵单元，其特征是，通过外壳部的缺口(24)形成至少一个导向部(29，30)，用于容纳增压泵(5)和冲程环(23)。

8.根据权利要求7所述的泵单元，其特征是，冲程环(23)通过回复机构(38)承受回复力，该回复机构的力作用方向平行于该至少一个导向部(29，30)并且与调节力相反地作用于冲程环(23)。

9.根据权利要求1至7之一所述的泵单元，其特征是，冲程环(23)通过回复机构(38)承受回复力，回复力的力作用方向垂直于由作用于冲程环(23)的泵送侧内压力所产生的液压力。

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