DE10039347A1

DE10039347A1 - Hydraulikpumpe mit variabler Fördermenge

Info

Publication number: DE10039347A1
Application number: DE10039347A
Authority: DE
Inventors: Kazuyoshi Uchino
Original assignee: Bosch Braking Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 1999-08-27
Filing date: 2000-08-11
Publication date: 2001-04-26
Anticipated expiration: 2020-08-12
Also published as: DE10039347C2; KR100353610B1; KR20010021434A; US6352415B1

Abstract

In einer Hydraulikpumpe sind beiderseits eines schwenkbaren Nockenrings erste und zweite Fluiddruckkammern ausgebildet. Ferner ist ein Steuerventil vorgesehen, das die Schwenkung des Nockenrings steuert. Zum Betätigen des Steuerventils ist in einem Förderweg eine Drossel für variable Dosierung vorgesehen. Die Drossel weist einen Verbindungskanal auf, der in der seitlichen Oberfläche einer Seite des Nockenrings in axialer Richtung ausgebildet ist und mit einem förderseitigen Hohlraum in Verbindung steht, der in einer Druckplatte ausgebildet ist, die der seitlichen Oberfläche zugewandt ist. Die Drossel weist ferner ein kleines Loch auf, das in die Druckplatte gebohrt ist und einem Teil des Verbindungskanals zugewandt ist, wobei die Öffnungsfläche des kleinen Lochs durch die Seitenkante des Verbindungskanals des Nockenrings geändert wird, wenn der Nockenring schwenkt.

Description

Dies Erfindung betrifft das Gebiet der Hydraulikpumpen mit variabler Fördermenge für eine druckbeaufschlagtes Fluid verwendende Vorrichtung wie beispielsweise eine Servo lenkvorrichtung, die die Lenkkraft in einem Kraftfahrzeug verringert.

Als Pumpe für eine Servolenkvorrichtung dieses Typs wird beispielsweise eine Flügelzellenpumpe, die direkt von einem Fahrzeugmotor angetrieben wird, verwendet. In der Pumpe dieses Typs ändert sich die Menge des Arbeitsfluids in Abhängigkeit von der Motordrehzahl. Andererseits soll die Lenkunterstützungsleistung erhöht werden, wenn das Fahrzeug stillsteht oder mit geringer Geschwindigkeit fährt, und abgesenkt werden, wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt. Das heißt, daß eine solche Pumpe eine Charakteristik besitzt, die der Charakteristik einer für eine Servolenkvorrichtung erforderlichen Lenkunter stützungsleistung entgegengesetzt ist. Daher muß eine Pumpe mit hoher Fördermenge verwendet werden, die eine Fluidfördermenge erzeugen kann, die notwendig ist, um die Lenkunterstützungsleistung selbst dann sicherzustellen, wenn das Fahrzeug mit niedriger Geschwindigkeit fährt, wobei es dann gleichermaßen wichtig ist, ein Durchfluß steuerventil zu verwenden, das die Menge des Förderfluids auf einen vorgegebenen Wert oder darunter steuert. Daher ist die Anzahl der erforderlichen Komponenten verhältnis mäßig hoch, ist der Aufbau und die Durchlaßanordnung kompliziert und ist es daher unvermeidlich, daß die Größe der gesamten Pumpe zunimmt und ihre Kosten steigen.

Um diese Probleme zu lösen, ist eine Flügelzellenpumpe mit variabler Fördermenge vorgeschlagen worden, bei der die Fördermenge pro Umdrehung der Pumpe im Verhältnis zur Drehzahl abgesenkt werden kann, wie aus JP 6-200883-A, JP 7-24338-A und JP 8-200239-A bekannt ist. In keiner dieser Pumpen wird das an der Pumpe befestigte Durchfluß steuerventil verwendet. Daher wird die für ihren Antrieb erforderliche Leistung verringert. In dieser Hinsicht besitzt diese vorgeschlagene Pumpe einen ausgezeichneten Energiewirkungsgrad.

In der aus JP 8-200239-A bekannten Pumpe, die beispiel haft in Fig. 7 gezeigt ist, ist ein Rotor 3 in einen Nockenring 2, der in einem elliptischen Raum in einem Pumpenkörper 1 schwenkbar unterstützt ist, eingesetzt und in bezug auf diesen exzentrisch angeordnet, wobei zwi schen dem Rotor 3 und dem Nockenring 2 eine Lünettenpum penkammer 4 gebildet ist. Beiderseits des Nockenrings 2 bei Betrachtung in Schwenkrichtung sind eine erste bzw. eine zweite Druckkammer 5, 6 ausgebildet. In der zweiten Druckkammer 6 ist eine Kompressionsfeder 2b vorgesehen, die den Nockenring 2 in eine Richtung vorbelastet, in der die Pumpenfördermenge der Lünettenpumpenkammer 4 maximal ist. Ein Steuerventil 10 wird durch die Fluiddruckdiffe renz zwischen der Einlaßseite und der Auslaßseite einer Drossel 12 für variable Dosierung, die in einem Förderweg 7 vorgesehen ist, durch den ein druckbeaufschlagtes Fluid von der Lünettenpumpenkammer 4 strömt, betätigt. Der Nockenring 2 wird durch Steuerung der Fluiddrücke in den ersten und zweiten Druckkammern 5 und 6 mittels des Steuerventils 10 gesteuert.

In die Seitenwand des Pumpenkörpers 1 ist ein Loch 12a gebohrt, das in die Innenseite der zweiten Druckkammer 6 mündet. Eine Öffnungsfläche des Lochs 12a wird durch die äußere Umfangskante 12b des Nockenrings 2 eingestellt, wenn der Nockenring 2 geschwenkt wird, wodurch die Dros sel 12 für variable Dosierung gebildet wird. Das heißt, daß die Pumpe einen Aufbau besitzt, durch den der Fluid druck auf der Auslaßseite der Drossel 12 für variable Do sierung direkt in die zweite Druckkammer 6 dieser Kammern 5 und 6 eingeleitet wird, um den Nockenring 2 zu schwen ken. Das von der Lünettenpumpenkammer 4 geförderte druck beaufschlagte Fluid wird in das Loch 12a eingeleitet, das die Drossel 12 für variable Dosierung definiert. Das druckbeaufschlagte Fluid, das durch das Loch 12a in die zweite Druckkammer 6 strömt, wird durch die zweite Druck kammer 6 an einen Pumpenförderweg 13 geschickt und durch einen (nicht gezeigten) Auslaßanschluß abgeführt.

Die Hydraulikpumpe mit variabler Fördermenge verwendet eine Struktur, bei der dann, wenn die Pumpe im Hochdreh zahlbereich arbeitet, ein Fluiddruck auf der Einlaßseite der Drossel 12 für variable Dosierung mittels des Steuer ventils 10 durch einen eine Dämpfungsdrosselfunktion aufweisenden Durchlaß 5a in die erste Druckkammer 5 eingeleitet wird. Wenn hierbei der Nockenring 2 zur ersten Druckkammer 5 schwenkt, wird durch die Dämpfungs funktion des Durchlasses 5 eine gegebene Bremskraft erzeugt, die auf den Nockenring 2 wirkt.

Wie oben beschrieben worden ist, ist die Kompressionsfe der 2b lediglich für die zweite Druckkammer 6 vorgesehen, die im Gegensatz zur ersten Druckkammer 5 nicht mit einer Einrichtung mit Dämpfungsfunktion versehen ist, die auf den Nockenring 2 eine Bremskraft ausüben würde. Der Grund hierfür besteht darin, daß das Loch 12a der Drossel 12 für variable Dosierung in die zweite Druckkammer 6 mündet und als Teil der Förderwege 7 und 13 verwendet wird. Der Fluiddruck auf der Förderseite der zweiten Druckkammer 6 breitet sich durch diese Wege aus. In der Figur bezeich net das Bezugszeichen 6a einen Durchlaß, der den Fluid druck auf der Auslaßseite der Drossel 12 für variable Dosierung zur anderen Kammer des Steuerventils 10 leitet.

Wenn daher der Nockenring 2 zur zweiten Druckkammer 6 schwenkt, wirkt auf den Nockenring 2 eine elastische Kraft, die durch die Kompressionsfeder 2b erzeugt wird, wenn diese gebogen wird, es ist jedoch unmöglich, eine auf einer Dämpfung basierende Bremskraft auf ihn auszu üben. Daher ist die Schwenkung des Nockenrings 2 zu den ersten und zweiten Druckkammern 5 bzw. 6 (insbesondere das Schwenken von der ersten Druckkammer 5 zur zweiten Druckkammer 6) nicht gleichmäßig. Falls die Schwenkung des Nockenrings 2 nicht gleichmäßig ist, ist es unver meidlich, daß der Nockenring 2 vibriert, so daß im Fluid druck auf der Pumpenförderseite Pulsationen auftreten. In Fig. 8 ist die Wellenform einer Pulsationsänderung des Fluiddrucks durch eine unterbrochene Linie dargestellt.

Dieses Phänomen wird später genauer beschrieben. Der Fluiddruck auf der Pumpenförderseite strömt in einem Strahl vom Loch 12a, das in die zweite Druckkammer 6 mündet, in die zweite Druckkammer 6. Wenn die Öffnung des Lochs 12a durch die äußere Umfangskante 12b des Nocken rings 2 vergrößert oder verkleinert wird, neigt der Nockenring 2 zu Vibrationen. Wenn ferner der Strahl des druckbeaufschlagten Fluids, das aus dem Loch 12a aus strömt, blockiert wird oder unbehindert durchgelassen wird, nimmt die Pulsation des Fluiddrucks zu. Wenn die Vibrationen und/oder die Pulsation im Fluid auftreten, kann die Servolenkvorrichtung die Lenkunterstützungskraft nicht zufriedenstellend ändern und werden Geräusche wie etwa ein Fluidgeräusch erzeugt und dergleichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hydraulik pumpe mit variabler Fördermenge zu schaffen, bei der Vibrationen des Nockenrings sowie die Pulsation des Fluiddrucks auf der Pumpenförderseite unterdrückt werden.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Hydraulikpumpe mit variabler Fördermenge nach Anspruch 1. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angege ben.

Die Hydraulikpumpe mit variabler Fördermenge gemäß der Erfindung besitzt einen Nockenring, der eine Pumpenkammer bildet und der in einem Innenraum eines Pumpenkörpers schwenkbar unterstützt ist, wobei auf einer Seite des Nockenrings bei Betrachtung in Schwenkrichtung eine erste Fluiddruckkammer ausgebildet ist, auf der anderen Seite des Nockenrings eine zweite Fluiddruckkammer ausgebildet ist, eine Vorbelastungseinrichtung vorgesehen ist, die den Nockenring in einer Richtung vorbelastet, in der die Fördermenge der Pumpenkammer maximal wird, ein Steuerven til vorgesehen ist, das als Antwort auf eine Fluiddruck differenz zwischen der Einlaßseite und der Auslaßseite einer Drossel für variable Dosierung arbeitet, die in der Mitte eines Förderweges vorgesehen ist, durch den das von der Pumpenkammer geförderte druckbeaufschlagte Fluid strömt, und der Fluiddruck wenigstens in der ersten Fluiddruckkammer durch das Steuerventil gesteuert wird, um den Nockenring zu schwenken. Die Hydraulikpumpe mit variabler Fördermenge weist die Verbesserung auf, daß die Drossel für variable Dosierung an einer Position zwischen der seitlichen Oberfläche einer Seite des Nockenrings bei Betrachtung in axialer Richtung und der der seitlichen Oberfläche zugewandten Seitenwand des Pumpenkörpers vorgesehen ist und von der zweiten Fluiddruckkammer strukturell isoliert ist.

In der Hydraulikpumpe mit variabler Fördermenge mit diesem Aufbau ist die Drossel für variable Dosierung an einer strukturell isolierten Position vorgesehen, die den Fluiddruck in der zweiten Fluiddruckkammer nicht nachtei lig beeinflußt. Daher kann der Nockenring geschwenkt werden, um Dämpfungsfunktionen durch die Fluiddrücke sowohl in der ersten als auch in der zweiten Fluiddruck kammer zu erfüllen.

Die Erfindung schafft in einer zweiten Ausführungsform eine Hydraulikpumpe mit variabler Fördermenge, die wie oben beschrieben konstruiert ist und weiterhin die fol genden Konstruktionsmerkmale aufweist: Die Drossel für variable Dosierung ist mit einem Verbindungskanal verse hen, der in der seitlichen Oberfläche einer Seite des Nockenrings in axialer Richtung ausgebildet ist und mit einem förderseitigen Hohlraum, der in der Seitenwand des Pumpenkörpers ausgebildet ist, die der seitlichen Ober fläche zugewandt ist, in Verbindung steht, wobei die Drossel ein kleines Loch aufweist, das in die Seitenwand des Pumpenkörpers an einer Position gebohrt ist, die einem Abschnitt des Verbindungskanals zugewandt ist und wovon die Öffnungsfläche durch die Seitenkante des Ver bindungskanals des Nockenrings geändert wird, wenn der Nockenring schwenkt.

In der Hydraulikpumpe gemäß der zweiten Ausführungsform kann der Drosselungsgrad der Drossel für variable Dosie rung in der Weise eingestellt werden, daß das kleine Loch in der Seitenwand des Pumpenkörpers, das dem in der seitlichen Oberfläche einer Seite des Nockenrings ausge bildeten Verbindungskanal zugewandt ist, durch die Sei tenkante des Verbindungskanals des Nockenrings geschlos sen oder geöffnet wird, wenn der Nockenring schwenkt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deut lich beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die auf die beigefügte Zeichnung Bezug nimmt; es zeigen:

Fig. 1 eine Ausführungsform einer Flügelzellenpumpe mit variabler Fördermenge gemäß der Erfindung in einer Querschnittsansicht, in der die Pumpe im Niederdrehzahlbetrieb dargestellt ist;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht längs der Linie II- II in Fig. 1;

Fig. 3A eine Querschnittsansicht längs der Linie IIIa-IIIa in Fig. 1;

Fig. 3B eine Querschnittsansicht längs der Linie IIIb-IIIb in Fig. 1;

Fig. 4A eine Querschnittsansicht längs der Linie IVa- IVa in Fig. 2;

Fig. 4B eine Querschnittsansicht längs der Linie IVb- IVb in Fig. 2;

Fig. 5 eine Seitenansicht zur Erläuterung einer Oberfläche einer Druckplatte, die einer Pum penkammer in einer weiteren Ausführungsform der Hydraulikpumpe mit variabler Fördermenge zugewandt ist;

Fig. 6A-6C vergrößerte Ansichten eines Abschnitts VI in Fig. 5, die erläutern, wie sich die Öffnungs flächen kleiner Löcher, die in der Drossel für variable Dosierung ausgebildet sind, bei einer Schwenkung des Nockenrings ändern;

Fig. 7 die bereits erwähnte Darstellung einer herkömmlichen Hydraulikpumpe mit variabler Fördermenge im Niederdrehzahlbetrieb; und

Fig. 8 das bereits erwähnte Kennliniendiagramm, das die Änderung der Menge Q zugeführten Fluids in Abhängigkeit von der Drehzahl N der Flü gelzellenpumpe mit variabler Fördermenge zeigt.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen eine Ausführungsform der Hydrau likpumpe mit variabler Fördermenge gemäß der Erfindung. Eine Pumpe, die in dieser Ausführungsform verwendet wird, ist eine Flügelzellen-Ölpumpe, die als Hydraulikdruck quelle für eine Servolenkvorrichtung dient, und besitzt eine sogenannte Abfallcharakteristik, in der bei einer Zunahme der Pumpendrehzahl die Menge des druckbeauf schlagten Fluids unter die maximale Menge abnimmt und die Abnahme der Fluidmenge beibehalten wird.

In den Fig. 1 bis 3 umfaßt eine Flügelzellenpumpe mit variabler Fördermenge, die allgemein mit dem Bezugszei chen 20 bezeichnet ist, einen vorderen Körper 21 und einen hinteren Körper 22, die zusammen einen Pumpenkörper bilden. Der vordere Körper 21 ist als Ganzes wie ein Becher geformt. Ein Aufnahmeraum 24, der ein als Pumpen träger dienendes konstitutives Element 23 der Pumpe aufnimmt, ist im vorderen Körper 21 gebildet. Der hintere Körper 22 ist mit dem vorderen Körper 21 so kombiniert, daß das offene Ende des Aufnahmeraums 24 durch den hinte ren Körper 22 verschlossen wird.

Eine Antriebswelle 26, die einen ein konstitutives Ele ment der Pumpe bildenden Rotor 25 rotatorisch antreibt, ist am vorderen Körper 21 durch Lager 26a und 26b drehbar unterstützt (das Lager 26a befindet sich im vorderen Körper 21 und das Lager 26b befindet sich im hinteren Körper 22) und verläuft durch den vorderen Körper 21. Das Bezugszeichen 26c bezeichnet eine Öldichtung. Der Rotor 25 wird im Gegenuhrzeigersinn, wie in Fig. 1 durch einen Pfeil angegeben ist, gedreht.

Das Bezugszeichen 27 bezeichnet einen Nockenring, der eine innere Nockenfläche 27a aufweist, die an die äußere Umfangsfläche des Rotors 25 mit Flügeln 25a angepaßt ist, ferner ist zwischen der inneren Nockenfläche 27a und dem Rotor 25 eine Pumpenkammer 28 definiert. Der Nockenring 27 ist in bezug auf den Rotor 25 exzentrisch angeordnet, wobei ein Lünettenraum, der zwischen dem Nockenring 27 und dem Rotor 25 gebildet ist, als die Pumpenkammer 28 dient. Der Nockenring 27 ist in einem Adapterring 29 schwenkbar angeordnet, wobei sich der Adapterring 29 in dem Aufnahmeraum 24 befindet und zwischen den Innenwand abschnitt des Aufnahmeraums 24 so eingepaßt ist, daß die Fördermenge (Pumpenfördermenge) der Pumpenkammer 28 geändert wird, wie später beschrieben wird. Das Bezugs zeichen 27b bezeichnet eine Kompressionsfeder, die den Nockenring 27 in einer Richtung vorbelastet, in der die Pumpenfördermenge der Pumpenkammer 28 maximal wird.

In den Fig. 2 und 3 bezeichnet das Bezugszeichen 30 eine Druckplatte. Die Druckplatte 30 ist mittels Preßkraft auf seiten des Pumpenträgers 23, der sich näher am vorderen Körper 21 befindet, angeordnet, wobei der Pumpenträger den Rotor 25, den Nockenring 27 und den Adapterring 29 umfaßt. Die Stirnfläche des hinteren Körpers 22, die als Seitenplatte dient, ist mit der gegenüberliegenden Seite des Pumpenträgers in Preßkontakt, wodurch der vordere Körper 21 und der hintere Körper 22 zu einem einteiligen Element verbunden sind. Diese Komponenten bilden das die Pumpe konstituierende Element 23.

Die Druckplatte 30 und der hintere Körper 22, der als Seitenplatte dient und auf der Druckplatte 30 in der Weise aufliegt, daß dazwischen der Nockenring 27 einge fügt ist, sind zu einem einzigen Bauteil verbunden und in Drehrichtung durch einen Unterstützungsstift 31 positio niert. Der Unterstützungsstift 31 dient sowohl als Schwenkstift, um den der Nockenring 27 geschwenkt wird, als auch als Positionierungsstift sowie als Dichtungsele ment, das die Fluiddruckkammer definiert, um den Nocken ring 27 zu schwenken.

Die Bezugszeichen 32 und 33 bezeichnen einen ansaugseiti gen Hohlraum bzw. einen förderseitigen Hohlraum. Diese Hohlräume 32 und 33 besitzen jeweils die Form einer gekrümmten Nut. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, sind diese Hohlräume bei Betrachtung in Drehrichtung des Rotors 25 vorn zu einem Pumpenansaugbereich geöffnet und hinten zu einem Pumpenförderbereich geöffnet. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist der ansaugseitige Hohlraum 32 durch eine in der Stirnfläche des hinteren Körpers 22 gebildete Aussparung, die der Pumpenkammer 28 zugewandt ist, definiert. Der förderseitige Hohlraum 33 ist durch eine in der Stirnflä che der Druckplatte 30 gebildete Aussparung definiert, die sich näher an der Pumpenkammer 28 befindet.

In der Druckplatte 30 sind an einer dem ansaugseitigen Hohlraum 32 zugewandten Position eine Nut 32a und ein Loch 32b, die eine ähnliche Konfiguration besitzen, ausgebildet. Das Loch 32b ist, wie in den Fig. 4A und 4B gezeigt ist, mit einer ansaugseitigen Druckkammer 34, die wie ein Lüfter geformt ist und im Boden des Aufnahmeraums 24 des vorderen Körpers 21 ausgebildet ist, verbunden. Das Bezugszeichen 34a in Fig. 4A bezeichnet einen O-Ring, der die Druckkammer 34 und die Antriebswelle 26 umgibt.

Im hinteren Körper 22 ist ein Ansaugweg 35 ausgebildet. Der Ansaugweg 35 liefert ein von einem Tank T angesaugtes Fluid über einen Ansauganschluß 35a zum ansaugseitigen Hohlraum 32. Das vom Tank T (Pumpensaugseite) angesaugte Fluid bewegt sich durch den Ansauganschluß 35a und den Ansaugweg 35 im hinteren Körper 22 und wird durch den ansaugseitigen Hohlraum 32 der in die Stirnfläche des ansaugseitigen Hohlraums 32 mündenden Pumpenkammer 28 zugeführt.

Im Boden des Aufnahmeraums 24 des vorderen Körpers 21 ist eine förderseitige Druckkammer 36, die im wesentlichen bogenförmig ist, an einer dem hinteren Ende des förder seitigen Hohlraums 33 der Druckplatte 30 bei Betrachtung in Drehrichtung des Rotors entsprechenden Position ausge bildet. Die Druckkammer 36 ist mit einem Auslaßanschluß 37a über einen im vorderen Körper 21 ausgebildeten För derweg 37 verbunden, wobei ein in die Druckkammer 36 eingeleiteter Fluiddruck durch den Auslaßanschluß 37a ausgegeben wird. Das Bezugszeichen 36a in Fig. 4A be zeichnet einen O-Ring zum Abdichten der ansaugseitigen Druckkammer 36.

Im Boden des Aufnahmeraums 24 des vorderen Körpers 21 ist, wie in den Fig. 2 und 4A gezeigt ist, außerhalb der ansaugseitigen und förderseitigen Druckkammern 34 und 36 ein Raum 38 ausgebildet. Der Raum 38 ist ein Volumenmeß raum mit gegebenem Volumen, der durch Ausnutzung eines toten Raums des vorderen Körpers 21 gebildet ist. Der Raum 38 steht mit dem förderseitigen Hohlraum 33 über ein kleines Loch 38a, das in die Druckplatte 30 gebohrt ist, in Verbindung.

Der Raum 38 ist ein toter Stirnraum, der über einen Drosseldurchlaß, der durch ein kleines Loch 38a bei Betrachtung in Richtung von einem Förderwegsystem der Pumpe gebildet ist, verbunden ist. Der Raum dient als Resonanzkammer des Reaktionstyps, die eine Änderung des Fluiddrucks auf der Förderseite der Pumpe dämpft und Geräusche, die durch die Druckänderung hervorgerufen werden, verringert.

Das Bezugszeichen 40 bezeichnet ein Steuerventil, das eine Ventilbohrung 41 und einen Schieber 42 umfaßt, die im oberen Abschnitt des vorderen Körpers 21 ausgebildet sind und senkrecht zur Antriebswelle 26 orientiert sind. Das Steuerventil 40 arbeitet als Antwort auf eine Diffe renz zwischen dem einlaßseitigen und dem auslaßseitigen Fluiddruck, die auf der Einlaßseite bzw. auf der Auslaß seite eines Dosierungsdrosselabschnitts 60 herrschen, der in einem Pumpenförderweg, der später beschrieben wird, vorgesehen ist. Das Steuerventil 40 steuert die Fluid drücke, die in die ersten und zweiten Fluiddruckkammern 43 bzw. 44 eingeleitet werden, entsprechend der Drehzahl der Pumpe. In dem Adapterring 29 sind diese Fluiddruck kammern voneinander durch den Unterstützungsstift 31 und durch ein Dichtungselement 45 getrennt, das in bezug auf die Achse symmetrisch zum Unterstützungsstift 31 angeord net ist.

Ein Vorsteuerdruckdurchlaß 51 (der in Fig. 1 mit Phantom linien bezeichnet ist) führt aus dem Raum 38, in den der von der Pumpenförderseite abgeleitete Fluiddruck einge leitet wird und der mit einem Ende der Ventilbohrung 41 verbunden ist, wodurch eine Kammer 48 gebildet wird, in die ein Fluiddruck P1 von der Einlaßseite des Dosierungs drosselabschnitts 60 eingeleitet wird. Eine Schraubenfe derkammer 46 mit einer Kompressionsfeder 46a, die den Schieber 42 gegen ein Ende der Ventilbohrung 41 vorbela stet, ist am anderen Ende der Ventilbohrung 41 vorgese hen. Die Kompressionsfeder 46a belastet den Schieber 42 in Fig. 1 nach links vor.

Ein Vorsteuerdruckdurchlaß 52, der sich von einer Posi tion in der Nähe des Auslaßanschlusses 37a, der als Ende des Förderweges 37 dient, in den vorderen Körper 21 erstreckt, ist mit der Schraubenfederkammer 46 verbunden, wodurch ein auf der Auslaßseite des Dosierungsdrosselab schnitts 60 vorhandener Fluiddruck P2 geleitet wird. Eine ansaugseitige Kammer 50, die einen mit der Ansaugseite (Tank T) verbundenen Durchlaß 50a enthält und mit einer im Mittelabschnitt des Schiebers 42 angeordneten ringför migen Nut 42a ausgebildet ist, ist in der Mitte der Ventilbohrung 41 bei Betrachtung in axialer Richtung ausgebildet.

Falls erforderlich, kann im Vorsteuerdruckdurchlaß 52 eine Vorsteuerdrossel 52a, wie sie in Fig. 1 mit einer Einpunktstrichlinie gezeigt ist, vorgesehen sein. Die Anordnung der Vorsteuerdrossel 52a beseitigt einen nachteiligen Einfluß des Steuerventils 50 auf den Schie ber 42, etwa eine Fluiddruckänderung.

Ferner senkt die Vorsteuerdrossel 52a einen Fluiddruck in der Schraubenfederkammer 46 des Steuerventils 40 ab, wenn ein im Schieber 42 vorgesehenes Entlastungsventil 70 betätigt wird. Unter der Steuerung des Steuerventils 40, das als Antwort auf den Druckabfall betätigt wird, schwenkt der Nockenring 27 in einer Richtung, in der die Kapazität der Pumpenkammer 28 reduziert wird. Im Ergebnis wird die Menge des druckbeaufschlagten Fluids verringert. Diese Tatsache ist hinsichtlich einer Energieersparnis der Pumpe von Vorteil.

Wenn der Schieber 42 wie in Fig. 1 gezeigt angeordnet ist, ist die Schraubenfederkammer 46 mit der zweiten Fluiddruckkammer 44 durch einen Verbindungsdurchlaß 47 verbunden. Wenn der Schieber 42 zur Schraubenfederkammer 46 bewegt wird (in der Figur nach rechts), wird die Schraubenfederkammer 46 von der zweiten Fluiddruckkammer 496 allmählich gelöst. Daher werden der Fluiddruck P2 auf der Auslaßseite des Dosierungsdrosselabschnitts 60 und der Fluiddruck auf der Pumpenansaugseite über die Schrau benfederkammer 46 und die ansaugseitige Kammer 50 durch die Wirkung des Schiebers 42 auf die zweite Fluiddruck kammer 44 ausgeübt. In einem Teil des Verbindungsdurch lasses 47 ist eine Dämpferdrossel 47a ausgebildet.

Die hochdruckseitige Kammer 48, die an einem Ende des Schiebers 42 ausgebildet ist, ist geschlossen, wenn sich der Schieber 42 in der in Fig. 1 gezeigten Position befindet, und wird wahlweise über einen Verbindungsdurch laß 49, der allmählich von der ansaugseitigen Kammer 50 entfernt wird, wenn sich der Schieber 42 zur Schraubenfe derkammer 46 (nach rechts in der Figur) bewegt, mit der ersten Fluiddruckkammer 43 verbunden. Daher werden der Fluiddruck der Ansaugseite und der Fluiddruck P1 auf der Einlaßseite des Dosierungsdrosselabschnitts 60 über die ansaugseitige Kammer 50 und über die hochdruckseitige Kammer 48 durch die Wirkung des Schiebers 42 auf die erste Fluiddruckkammer 43 ausgeübt. In einem Teil des Verbindungsdurchlasses 49 ist eine Dämpferdrossel 49a ausgebildet.

In Fig. 1 ist der Verbindungsdurchlaß 49 mit der im Mittelabschnitt des Schiebers 42 bei Betrachtung in axialer Richtung ausgebildeten ansaugseitigen Kammer 50 über einen Spaltdurchlaß verbunden, der in einem angefa sten Abschnitt definiert ist, der in einem Stegabschnitt an einem Ende des Schiebers 42 ausgebildet ist. Der Fluiddruck P1 des Vorsteuerdruckdurchlasses 51 (Fluid druck auf der Einlaßseite des Dosierungsdrosselabschnitts 60) wird über den Verbindungsdurchlaß 49 in Abhängigkeit von einer Bewegung des Schiebers 42 wahlweise mit der ersten Fluiddruckkammer 43 verbunden.

Wenn die Pumpe ihren Betrieb beginnt und sich im Nieder drehzahlbetrieb befindet, wird eine Druckdifferenz zwi schen der Einlaßseite und der Auslaßseite des Dosierungs drosselabschnitts 60 aufgebaut. Daher befindet sich der Schieber 42 in der in Fig. 1 gezeigten Position, ist die erste Fluiddruckkammer 43 mit der Pumpenansaugseite ver bunden und wird ein Fluiddruck P0 eingeleitet. Anderer seits wird der förderseitige Fluiddruck P2, der auf der Auslaßseite des Dosierungsdrosselabschnitts 60 herrscht, in die zweite Fluiddruckkammer 44 eingeleitet, wobei der Nockenring 27 seinen Zustand beibehält und somit die Kapazität der Pumpenkammer 28 maximal ist.

Wenn die Drehzahl der Pumpe im mittleren Bereich oder im hohen Bereich liegt, bewegt sich der Schieber 42 in einer Richtung, in der die Kompressionsfeder 46a abgelenkt wird, so daß die Kammer 48, mit der der Vorsteuerdruck durchlaß 51 verbunden ist, mit dem Verbindungsdurchlaß 49 verbunden wird. Wenn dieser Zustand erzeugt wird, werden der Fluiddruck P1 auf der Einlaßseite des Dosierungsdros selabschnitts 60 und der Fluiddruck P0 in der ansaugsei tigen Kammer 50 in Abhängigkeit von der Bewegungsgröße des Schiebers 42 in die erste Fluiddruckkammer 43 einge leitet.

Die Beaufschlagung des Verbindungsdurchlasses 47 mit dem auf der Auslaßseite des Dosierungsdrosselabschnitts 60 herrschenden Fluiddruck P2 wird durch den Stegabschnitt blockiert, ferner wird die zweite Fluiddruckkammer 44 mit der ansaugseitigen Kammer 50 über einen Spaltdurchlaß, der durch den angefasten Abschnitt definiert ist, verbun den. Daher herrscht in der zweiten Fluiddruckkammer 44 der Fluiddruck P0 der Ansaugseite, wobei der Nockenring 27 in Fig. 1 nach rechts schwenkt, wie oben beschrieben worden ist, um die Kapazität der Pumpenkammer 28 zu reduzieren.

Die übrige Konstruktion mit Ausnahme der obenbeschriebe nen Merkmale der Flügelzellenpumpe 20 mit variabler Fördermenge sind bekannt, so daß eine Beschreibung ihrer Einzelheiten weggelassen wird.

In dieser Ausführungsform ist der Dosierungsdrosselab schnitt 60 zum Betätigen des Steuerventils 40, das die Schwenkung des Nockenrings 27 steuert, so entworfen, daß eine Abfallcharakteristik erzeugt wird, gemäß der die von der Flügelzellenpumpe 20 mit variabler Fördermenge geför derte Fluidmenge dann, wenn die Pumpendrehzahl in den mittleren oder in den hohen Drehzahlbereich eintritt, auf eine vorgegebene Fluidmenge gesetzt wird, die kleiner als die maximale Fluidfördermenge ist, und diese vorgegebene Fluidmenge aufrechterhalten wird. Eine hierfür erforder liche Drossel 61 für variable Dosierung, die in den Fig. 1, 3, 4A und 4B gezeigt ist, ist an einer Position vorgesehen, die sich zwischen einer seitlichen Oberfläche 27c einer Seite des Nockenrings 27 in axialer Richtung und der dieser seitlichen Oberfläche 27c zugewandten Druckplatte 30 befindet und von der zweiten Fluiddruck kammer 44 strukturell isoliert ist.

Genauer ist in der seitlichen Oberfläche 27c auf einer Seite des Nockenrings 27 in axialer Richtung ein im wesentlichen bogenförmiger Verbindungskanal 62 ausgebil det, der mit dem förderseitigen Hohlraum 33 in Verbindung steht, der in der Innenwand 30c der Druckplatte 30 ausge bildet ist, die sich näher bei der Pumpenkammer 28 befin det und dem förderseitigen Bereich der Pumpenkammer 28 zugewandt ist. In die Innenwand 30c der Druckplatte 30, die sich näher bei der Pumpenkammer 28 befindet, ist an einer Position, die einem Abschnitt des Verbindungskanals 62 zugewandt ist, ein kleines Loch 63 gebohrt. Dieses kleine Loch 63 ist mit der Druckkammer 36 auf der Förder seite über ein in der Druckplatte 30 ausgebildetes Durch laßloch 64 verbunden. Die Öffnungsfläche des kleinen Lochs 63 kann durch die Seitenkante 62a des Verbindungs kanals 62 des Nockenrings 27 geändert werden, wodurch die Drossel 61 für variable Dosierung gebildet wird. Ein Teil des Verbindungskanals 62 verläuft durch den Nockenring 27, wie in den Fig. 1, 3A, 4A und 4B gezeigt ist, wodurch die Drücke auf beiden Seiten des Nockenrings 27 im Gleichgewicht gehalten werden oder eine bestimmte Durch laßfläche des Fluiddruckdurchlasses aufrechterhalten wird.

Wenn bei diesem Aufbau der Nockenring 27 in einer Rich tung schwenkt, in der die Kapazität der Pumpenkammer 28 reduziert wird, wird die Öffnungsfläche des in Fig. 1 gezeigten kleinen Lochs 63 ausgehend von der maximalen Fläche bei in den Verbindungskanal mündendem kleinen Loch 63 reduziert, da es durch die Seitenkante 62a des Verbin dungskanals 62 allmählich geschlossen wird. Wenn der Nockenring 27 vollständig nach links in der Zeichnung geschwenkt ist, ist das kleine Loch 63 in der Drossel 61 für variable Dosierung vollständig geschlossen.

In dieser Ausführungsform, die in den Fig. 1, 4A und 4B gezeigt ist, ist am hinteren Ende des förderseitigen Hohlraums 33 bei Betrachtung in Drehrichtung ein Loch 66 ausgebildet, wodurch der förderseitige Hohlraum 33 mit der Druckkammer 36 der Förderseite in Verbindung steht. Dieses Loch 66 dient als Drossel 65 für konstante Dosie rung, die den Dosierungsdrosselabschnitt 60 bildet, der eine Fluiddruckdifferenz zum Betätigen des Steuerventils 40 erzeugt.

Wenn daher die Drossel 61 für variable Dosierung ge schlossen ist, wird das Steuerventil 40 durch die Druck differenz zwischen der Einlaßseite und der Auslaßseite der Drossel 65 für konstante Dosierung gesteuert, so daß die Fluidfördermenge im wesentlichen konstant ist. In dieser Ausführungsform ist das Loch 66, das als Drossel 65 für konstante Dosierung dient, zwischen dem fördersei tigen Hohlraum 33 und der Druckkammer 36 vorgesehen.

Falls erforderlich, kann das Loch 66 an irgendeiner Posi tion ausgebildet sein, sofern sie im Förderweg der Pumpe liegt. Wesentlich ist, daß es die Fluiddrücke an der Einlaßseite und an der Auslaßseite des Lochs 66 zu den Kammern 48 bzw. 46 leitet.

Die Hydraulikpumpe für variable Fördermenge der Erfindung unterscheidet sich von der herkömmlichen Hydraulikpumpe durch die Struktur der Drossel 61 für variable Dosierung.

Wie beschrieben, ist die Drossel 61 für variable Dosie rung von der zweiten Fluiddruckkammer 44 strukturell isoliert. Ein Strahl des druckbeaufschlagten Fluids, das durch die Drossel 61 für variable Dosierung strömt, beeinflußt den Fluiddruck in der zweiten Fluiddruckkammer 44 nicht. Daher kann die Schwenkung des Nockenrings 27 stabil ausgeführt werden.

In diesem Fall dient die Dämpferdrossel 47a, die im Verbindungsdurchlaß 47 vorgesehen ist, der die zweite Fluiddruckkammer 44 mit der Förderseite verbindet, wie die Dämpferdrossel 49a, die im Verbindungsdurchlaß 49 der ersten Fluiddruckkammer 43 vorgesehen ist, dazu, eine Änderung des Fluiddrucks in der Kammer zu unterdrücken, so daß eine unnötige Bewegung des Nockenrings 27 vermie den wird.

Insbesondere sind die erste und die zweite Fluiddruckkam mer 43 bzw. 44, die den Nockenring 27 schwenken, über die Dämpferdrosseln 49a und 47a mit dem Steuerventil 40 sowie mit der Einlaßseite und der Auslaßseite des Dosierungs drosselabschnitts 60, der sich im Pumpenförderweg befin det, verbunden. Wenn daher der Nockenring 27 durch die Fluiddruckdifferenz zwischen der Einlaßseite und der Auslaßseite jeder der Drosseln 61 und 65 für variable Dosierung bzw. für konstante Dosierung geschwenkt wird, wird auf den Nockenring 27 in beiden Schwenkrichtungen eine Bremskraft ausgeübt. Somit wird auf den Nockenring 27 die jeweils geeignete Bremskraft ausgeübt, wenn er zur ersten oder zur zweiten Fluiddruckkammer 43 bzw. 44 geschwenkt wird. Daher kann der Nockenring 27 gleichmäßig geschwenkt werden, ohne daß er vibriert und ohne daß Pulsationen des Fluiddrucks auf der Förderseite erzeugt werden.

Somit wird der Nockenring 27 in einem gegebenen Zustand entsprechend der Größe der Fluiddurchflußmenge auf der Förderseite unter Verwendung der ersten und zweiten Fluiddruckkammern 43 und 44, die eine Dämpferfunktion besitzen, wie durch die durchgezogene Linie in Fig. 8 angegeben ist, geschwenkt, wobei die Menge des zur Pum penförderseite gelieferten Fluids auf einem konstanten Wert gehalten wird oder bei einem Anstieg der Pumpendreh zahl auf einem Wert, der kleiner als der konstante Wert ist, gehalten wird. Der konstante Wert für die Fluidmenge wird durch das Loch 66 bestimmt, das die Drossel 65 für konstante Dosierung bildet, wobei ein Wert, der größer als der konstante Wert ist, durch die Öffnungsfläche des kleinen Lochs 63 bestimmt wird, das die Drossel 61 für variable Dosierung bildet.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebene Konstruktion beschränkt, statt dessen können die Konfigurationen der obigen Elemente und der damit in Beziehung stehenden Strukturen in der Flügelzellenpumpe 20 mit variabler Fördermenge in verschiedener Weise abgewandelt oder geändert werden, ohne vom Erfindungsge danken abzuweichen. In der obigen Ausführungsform wird ein einziges kleines Loch 63 als Loch verwendet, das die Drossel 61 für variable Dosierung bildet. Gegebenenfalls können mehrere (drei) kleine Löcher 63 verwendet werden, wie in den Fig. 5 und 6A bis 6C gezeigt ist. Wenn mehrere kleine Löcher 63 verwendet werden, können die Öffnungs flächen der kleinen Löcher 63 durch die Seitenkante 62a des Verbindungskanals 62 geändert werden und kann die Größe der Öffnungsflächenänderung, die durch die Schwenk bewegung des Nockenrings 27 bewirkt wird, auf einen großen Wert gesetzt werden, der im Vergleich zu dem Fall, in dem nur ein kleines Loch verwendet wird, größer ist.

Im Fall von Fig. 5 ist der Verbindungskanal 62 des Noc kenrings 27 eine ringförmige Nut, die auf dem gesamten Umfang der seitlichen Oberfläche 27c des Nockenrings 27 ausgebildet ist, während er in der obigen Ausführungsform eine gekrümmte Nut ist. Die ringförmige Nut kann einfach bearbeitet werden. Das Loch der Drossel 61 für variable Dosierung ist nicht auf ein kreisförmiges Loch einge schränkt, sondern kann irgendeine geeignete Querschnitts form besitzen.

In der obigen Ausführungsform ist das kleine Loch 63 der Drossel 61 für variable Dosierung in der Innenwand der Druckplatte 30, die der seitlichen Oberfläche des Nocken rings 27 zugewandt ist, ausgebildet. Wenn die Innenwand des Pumpenkörpers dem Nockenring 27 zugewandt ist, kann das kleine Loch in der Innenwand ohne Verwendung der Druckplatte ausgebildet werden. Das kleine Loch 63, das die Drossel 61 für variable Dosierung teilweise bildet, und die Seitenkante 62a des Verbindungskanals 62 können hinsichtlich ihres Ortes vertauscht werden: Das kleine Loch 63 kann sich an der Position der Seitenkante 62a im obigen Fall befinden, während sich die Seitenkante 62a an der Position des kleinen Lochs 63 befinden kann.

In der obenbeschriebenen Ausführungsform ist der Dosie rungsdrosselabschnitt 60 so konstruiert, daß die Drossel 61 für variable Dosierung von der Drossel 65 für kon stante Dosierung getrennt ist und daß die Öffnungsfläche der Drossel 61 für variable Dosierung vom vollständig ge öffneten Zustand bis zum vollständig geschlossenen Zu stand geändert werden kann. Alternativ können ein oder mehrere kleine Löcher für die Dosierungsdrossel verwendet werden. Einige dieser kleinen Löcher werden in den voll ständig geöffneten Zustand versetzt und arbeiten als konstante Drossel, während die Öffnungsflächen der übri gen kleinen Löcher geändert werden und als variable Drossel arbeiten. In der Beschreibung dieser Ausführungs form werden die Drossel 65 für konstante Dosierung und die Drossel 61 für variable Dosierung, die den Dosie rungsdrosselabschnitt 60 bilden, lediglich als "Drossel" bezeichnet. Der Grund hierfür besteht darin, daß diese Drosselabschnitte Mündungen oder Einschnürungen sein können.

In dieser Ausführungsform ist beispielhaft eine Flügel zellenpumpe 20 mit variabler Fördermenge beschrieben worden. Die Konstruktion der Pumpe mit Ausnahme des Dosierungsdrosselabschnitts 60, der für die Erfindung wesentlich ist, kann geeignet abgewandelt oder geändert werden. Beispielsweise können die Strukturen und derglei chen des Ansaugwegs 35 und des Förderwegs 37 der Pumpen körper 21 und 22 geeignet geändert werden. Das Steuerven til 40 kann irgendeine Struktur besitzen, sofern es die Druckdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Fluid druckkammer 43 und 44 sicherstellen kann, um den Nocken ring 27 zu schwenken.

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, ist die Drossel für variable Dosierung, die das Steuerventil betätigt, von der zweiten Fluiddruckkammer strukturell isoliert, so daß sie den Fluiddruck in der zweiten Fluid druckkammer nicht nachteilig beeinflußt. Daher kann der Nockenring in einem Zustand geschwenkt werden, in dem die zweite Fluiddruckkammer eine Dämpferfunktion aufweist.

Daher kann der Nockenring geschwenkt werden, während die Fluiddruckkammern beiderseits des Nockenrings bei Be trachtung in Schwenkrichtung die Dämpfungsfunktionen besitzen. Folglich können in der erfindungsgemäßen Pumpe Vibrationen des Nockenrings und Pulsationen des Fluids auf der Förderseite unterdrückt werden, ferner kann die Kennlinie der zugeführten Fluidmenge gegenüber der Pum pendrehzahl verbessert werden.

Claims

1. Hydraulikpumpe mit variabler Fördermenge, mit
einem Pumpenkörper (20),
einem Nockenring (27), der in einem Innenraum des Pumpenkörpers (20) in der Weise unterstützt ist, daß er in einer Richtung schwenken kann, wobei der Nockenring (2 r') eine Pumpenkammer (28), eine erste Fluiddruckkammer (43) auf einer Seite in Schwenkrichtung des Nockenrings (27) sowie eine zweite Fluiddruckkammer (44) auf der anderen Seite in Schwenkrichtung des Nockenrings (27) definiert,
einem Vorbelastungselement (27b), das den Nocken ring (27) in eine Richtung vorbelastet, in der die Kapa zität der Pumpenkammer (28) maximal wird, und
einem Förderweg (37), der mit der Pumpenkammer (28) verbunden ist und durch den Fluid strömt, das von der Pumpenkammer (28) gefördert wird,
gekennzeichnet durch
eine Drossel (61) für variable Dosierung, die im Förderweg (37) vorgesehen ist, und
ein Steuerventil (40), das als Antwort auf eine Fluiddruckdifferenz zwischen der Einlaßseite und der Auslaßseite der Drossel (61) für variable Dosierung arbeitet,
wobei ein Fluiddruck wenigstens in der ersten Fluiddruckkammer (43) durch das Steuerventil (40) in der Weise gesteuert wird, daß der Nockenring (27) geschwenkt wird, und
die Drossel (61) für variable Dosierung an einer Position zwischen der seitlichen Oberfläche einer Seite des Nockenrings (27) in axialer Richtung des Nockenrings (27) und der Seitenwand des Pumpenkörpers (20), die der seitlichen Oberfläche zugewandt ist, vorgesehen ist, und
die Drossel (61) für variable Dosierung von der zweiten Fluiddruckkammer (44) strukturell isoliert ist.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (61) für variable Dosierung einen förder seitigen Hohlraum (33), der in der Seitenwand des Pumpen körpers (20), die der seitlichen Oberfläche zugewandt ist, ausgebildet ist, einen Verbindungskanal (62) in der seitlichen Oberfläche einer Seite des Nockenrings (27) in axialer Richtung, der mit dem förderseitigen Hohlraum (33) verbunden ist, sowie ein kleines Loch (63) defi niert, das in die Seitenwand des Pumpenkörpers (20) an einer Position gebohrt ist, die einem Abschnitt des Verbindungskanals (62) zugewandt ist, wobei das kleine Loch (63) eine Öffnungsfläche besitzt, die sich bei einer Schwenkung des Nockenrings (27) durch die Seitenkante des Verbindungskanals (62) des Nockenrings (27) ändert.

3. Pumpe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Rotor (25), der in bezug auf den Nockenring (27) exzen trisch angeordnet ist, wobei die Pumpenkammer (28) zwi schen dem Rotor (25) und dem Nockenring (27) definiert ist.

4. Pumpe nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch mehrere Flügel, wovon jeder den Rotor (25) mit dem Noc kenring (27) verbindet.