DE102006033337A1

DE102006033337A1 - Verdrängerpumpe

Info

Publication number: DE102006033337A1
Application number: DE200610033337
Authority: DE
Inventors: Reiner Mayer; Johann Merz
Original assignee: ZF Lenksysteme GmbH
Current assignee: Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Priority date: 2006-07-19
Filing date: 2006-07-19
Publication date: 2008-01-24

Abstract

Eine Verdrängerpumpe weist ein Gehäuse (1) auf, das einen Rotorensatz (2) lagert, welcher zumindest aus einem Rotor (3) und Rotorenelementen (4) besteht. Vorgesehen ist wenigstens ein Arbeitsraum (7), welcher durch die Rotorenelemente (4) in Arbeitszellen (8) unterteilt ist. Der Arbeitsraum (7) ist seitlich durch Seitenplatten (9a, 9b) begrenzt. Jedem Arbeitsraum (7) ist eine Pumpensaugöffnung (10) und eine Pumpendrucköffnung (11) zugeordnet, welche entsprechend mit einer Saugkammer (17) bzw. einer Druckkammer (20) der Verdrängerpumpe korrespondieren. Die Pumpensaugöffnung (10) und dei Pumpendrucköffnung (11) sind in wenigstens einer der Seitenplatten (9a, 9b) ausgebildet. Vorgesehen ist wenigstens eine Kerbe (19), welche mit einem Anfangsteil der Pumpendrucköffnung (11) in Verbindung steht und sich entgegen der Drehrichtung des Rotors (3) in Richtung auf die Pumpensaugöffnung (10) erstreckt. Zwischen der Saugkammer (17) und der Druckkammer (20) befindet sich eine Kompressionskammer (18), in welcher ein Druckmittel komprimierbar ist. Die Kompressionskammer (18) ist mit wenigstens einer Auslassöffnung (21) versehen, wobei ein Ventil (22) vorgesehen ist, welches die wenigstens eine Auslassöffnung (21) druckabhängig öffnet und schließt.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Verdrängerpumpe mit einem Gehäuse, das einen Rotorensatz lagert, welcher zumindest aus einem Rotor und Rotorenelementen besteht gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Stand der Technik
Eine gattungsgemäße Verdrängerpumpe ist aus der DE 199 42 466 A1 bekannt.
Die gattungsgemäße Verdrängerpumpe ist als einhubige, verstellbare Flügelzellenpumpe ausgebildet, deren Fördervolumen verstellbar ist und welche für eine Servolenkvorrichtung eines Kraftfahrzeuges Verwendung findet.
Aus dem allgemeinen Stand der Technik sind darüber hinaus auch einhubige und zweihubige Verdrängerpumpen bekannt, deren Fördervolumen nicht verstellbar ist.
Die aus der DE 199 42 466 A1 bekannte Flügelzellenpumpe weist ein Gehäuse auf, in welchem ein Rotorensatz, im Wesentlichen bestehend aus einem Rotor, Rotorenelemente und einem Kurvenring gelagert ist. Zwischen der Innenwandung des Gehäuses und dem Rotorensatz ist dabei ein Außenring (auch als Zwischenring bezeichnet) eingesetzt. Der Rotor wird von dem Kurvenring umschlossen. Zwischen dem Kurvenring und dem Rotor ist ein Arbeitsraum ausgebildet, welcher durch die Rotorenelemente in Arbeitszellen unterteilt ist. Das Volumen der Arbeitszellen kann durch eine Veränderung der Exzentrität zwischen Rotor und Kurvenring eingestellt werden. Somit kann das geometrische Fördervolumen der Arbeitszelle vergrößert bzw. verkleinert werden. Der Begriff "geometrisches Fördervolumen" bezeichnet das pro Umdrehung geförderte Volumen der Verdrängerpumpe. Das geometrische Fördervolumen wird durch die Differenz zwischen der kleinsten und der größten Arbeitszelle bestimmt. Das Volumen einer einzelnen Arbeitszelle ändert sich durch die Exzentrität zwischen dem Rotor und dem Kurvenring und/oder das Drehen des Rotors.
Der Arbeitsraum ist seitlich bzw. an seinen Stirnseiten durch zwei Seitenplatten (auch als Steuerplatten oder Stirnplatten bezeichnet) bzw. alternativ dazu direkt durch das Gehäuse oder einem Gehäusedeckel begrenzt. Die Seitenplatten, das Gehäuse und der Gehäusedeckel können dabei in bekannter Weise eine Pumpensaugöffnung und eine Pumpendrucköffnung aufweisen, die dazu dienen, Fluid in den Arbeitsraum zu saugen bzw. aus dem Arbeitsraum auszulassen. Der Bereich des Arbeitsraumes, welcher der Pumpensaugöffnung zugewandt ist, wird als Saugkammer bezeichnet. Der Bereich des Arbeitsraumes der der Pumpendrucköffnung zugeordnet ist wird als Druckkammer bezeichnet. Zwischen der Saug- und der Druckkammer befindet sich die sogenannte Kompressionskammer in welcher das geförderte Druckmittel komprimiert wird. Die Kompression des Druckmittels erfolgt sobald das in Drehrichtung hinten liegende Rotorenelement einer Arbeitszelle das in Drehrichtung vorne liegende Ende der Pumpensaugöffnung überfahren hat. Dadurch steht die Arbeitszelle nicht mehr in Verbindung mit der Pumpensaugöffnung. Die Komprimierung des in dieser Arbeitszelle enthaltenen Druckmittels endet, sobald das in Drehrichtung vorne liegende (vorauseilende) Rotorenelement das in Drehrichtung hinten liegende Anfangsteil der Pumpendrucköffnung erreicht hat, wodurch die Arbeitszelle in Verbindung mit der Pumpendrucköffnung kommt. Das in der Arbeitszelle enthaltene Druckmittel wird somit in die Druckkammer ausgegeben und strömt durch die Pumpendrucköffnung und entsprechend zugeordnete Leitungen (z.B. eine Hochdruckleitung) dem zugeordneten Verbraucher z.B. einer Servolenkeinrichtung zu.
Von Nachteil bei dem Übergang von der Kompressionskammer bzw. dem Kompressionsbereich in die Druckkammer bzw. dem Druckbereich sind die auftretenden Druckpulsationen sowie die daraus resultierenden Geräusche. Verdrängerpumpen, insbesondere einhubige Flügelzellenpumpen weisen funktionsbedingt eine relativ hohe Druckpulsation auf. Die jeweilige Arbeitszelle wird beim Übergang in den Druckbereich schlagartig auf das Druckniveau, das in diesem Bereich herrscht, gebracht. Aus dem allgemeinen Stand der Technik, z.B. der DE 199 17 506 64 ist es bekannt, die Pumpendrucköffnung mit wenigstens einer Kerbe zu versehen, welches mit einem Anfangsteil der Pumpendrucköffnung in Verbindung steht. Die Kerbe erstreckt sich dabei entgegen der Drehrichtung des Rotors in Richtung auf die Pumpensaugöffnung. Ein vorauseilendes Rotorenelement einer Arbeitszelle überfährt somit vor dem Erreichen des Anfangsteiles der Pumpendrucköffnung die Kerbe. In bekannter Weise ermöglicht die Kerbe dabei, dass das Druckniveau in der entsprechenden Arbeitszelle langsam auf das Druckniveau der Druckkammer gebracht wird. Die Kerbe vermindert somit die Druckpulsationen. Eine weitere Verbesserung bzw. Minderung der Druckpulsationen ist jedoch wünschenswert. Darüber hinaus besteht bei der aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannten Kerbe der Nachteil, dass, wenn das Druckmittel in einer Arbeitszelle, welche die Kompressionskammer durchläuft, zu gering komprimiert wird, ein Rückstrom über die Kerbe von der Druckkammer in die Kompressionskammer erfolgt. Umgekehrt erfolgt bei einer Überkompression in der entsprechenden Arbeitszelle ein Strom von der Kompressionskammer in die Druckkammer, der folglich die Kompressionskammer entlastet. In beiden Fällen kann eine nicht unerhebliche Druckpulsation entstehen. Durch die Optimierung der Kerbe bezüglich Querschnitt und Position wird versucht, die Druckpulsation so gering wie möglich zu halten, was über den gesamten Druck- und Drehzahlbereich der Verdrängerpumpe jedoch nur unzulänglich gelingt.
Die Kerbe erstreckt sich von dem Anfangsteil der Pumpendrucköffnung soweit in Richtung auf die Pumpensaugöffnung, dass der Kompressionsbereich bzw. die Kompressionskammer einen Winkelbereich einnimmt, der im allgemeinen dem Winkelbereich entspricht, den eine Arbeitszelle (inklusiv der die Arbeitszelle jeweils begrenzenden Rotorenelemente) und ein oder zwei Rotorenelemente einnehmen. Ein größerer Winkelbereich wird gemäß dem Stand der Technik nicht gewählt, da ansonsten in der Regel eine unerwünscht große Überkompression in der Arbeitszelle entstehen würde.
Offenbarung der Erfindung
Technische Aufgabe
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Verdrängerpumpe zu schaffen, bei der Druckpulsationen weitgehend vermieden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Anspruch 1 gelöst.
Technische Lösung
Dadurch, dass die Kompressionskammer mit Hilfe wenigstens einer Auslassöffnung und eines Ventils bei Überkompression entlastet wird, werden Druckpulsationen erheblich reduziert. Bei dem Ventil kann es sich um ein Ventil handeln, welches nur in eine Richtung öffnet, also einen Druckabbau nur in eine Richtung ermöglicht. Das Ventil ist dabei vorzugsweise als Rückschlagventil ausgebildet. Nachdem die erfindungsgemäße Lösung die Druckpulsationen direkt am Verursacher reduziert, ist keine oder sind weniger aufwändige Dämpfungsmaßnahmen in den Leitungen zum Verbraucher, beispielsweise in einer Hochdruckleitung zu einem Lenkventil notwendig. Hieraus resultiert eine entsprechende Kosteneinsparung. Die erfindungsgemäße Lösung verbessert das Geräuschverhalten der Verdrängerpumpe deutlich. Durch die erfindungsgemäße Lösung wird die Kompressionskammer vor dem Erreichen der Kerbe, welche mit der Pumpendrucköffnung in Verbindung steht, auf das Druckniveau der Druckkammer gebracht bzw. gesenkt. Dabei kann die Kompressionskammer vorzugsweise derart ausgelegt werden, dass im Normalbetrieb weitgehend ausgeschlossen wird, dass das Druckniveau in der Kompressionskammer niedriger ist als das Druckniveau in der Druckkammer. Somit wird ein Rückströmen von der Druckkammer über die Kerbe in die Kompressionskammer vermieden. Eine Überkompression in der Kompressionskammer, deren Auftreten durch eine derartige Auslegung wahrscheinlicher wird, kann durch die erfindungsgemäße Lösung abgebaut werden, sodass das Druckniveau der Kompressionskammern wenigstens annähernd dem Druckniveau in der Druckkammer entspricht bevor die entsprechende Arbeitszelle die Kerbe erreicht.
In einer konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Kerbe, die mit dem Anfangsteil der Pumpendrucköffnung in Verbindung steht und sich entgegen der Drehrichtung des Rotors in Richtung auf die Pumpensaugöffnung erstreckt, derart positioniert ist, dass auch bei einem hohen Druck in der Druckkammer (d.h. höher als in der Kompressionskammer) kein, oder zumindest nur ein geringer Rückstrom von der Druckkammer zur Kompressionskammer fließt. Von Vorteil ist es des Weiteren, wenn die Kerbe derart positioniert ist, dass im Normalbetrieb eine Überkompression in der Kompressionskammer erfolgt. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass die Länge der Kerbe derart gewählt bzw. gegenüber dem Stand der Technik verringert ist, dass die Kompressionskammer einen Winkelbetrag einnimmt, welcher größer ist als der Winkelbetrag einer Arbeitszelle (inklusive der beiden angrenzenden Rotorenelemente) zuzüglich dem Winkelbetrag zweier Rotorenelemente. Somit wird gegenüber dem Stand der Technik der Kompressionsbereich vergrößert, woraus eine erhöhte Kompression resultiert. Von Vorteil ist es dabei, wenn die Kompressionskammer wenigstens annähernd den Winkelbetrag einnimmt, der dem 1,5-fachen einer Arbeitszelle entspricht.
Hierdurch wird im Normalbetrieb in der Regel eine Überkompression sichergestellt. Aufgrund der erfindungsgemäßen Lösung kann die Kompressionskammer vor dem Erreichen der Kerbe auf das Druckniveau der Druckkammer gebracht werden.
Die erfindungsgemäße Lösung eignet sich für alle Arten von ein- und zweihubigen Verdrängerpumpen mit und ohne einer Verstellmöglichkeit um das Fördervolumen anzupassen. Die erfindungsgemäße Lösung eignet sich in besonderer Weise für einhubige Verstellpumpen in einer Ausgestaltung als Flügelzellenpumpe.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen. Nachfolgend ist anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung prinzipmäßig dargestellt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigt:
1 eine Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Verdrängerpumpe;
2 eine stirnseitige Ansicht auf einen Rotorensatz, welcher an einer Seite von einer Seitenplatte begrenzt wird, die eine Pumpensaugöffnung, eine Pumpendrucköffnung und die erfindungsgemäße Auslassöffnung aufweist; in einer Darstellung in der sich eine Arbeitszelle in einer Kompressionskammer befindet, d.h. das nachlaufende Rotorenelement der Arbeitszelle, das in Drehrichtung vorne liegende Ende der Pumpensaugöffnung bereits überfahren hat;
3 eine Ansicht gemäß 2 in einer Darstellung in der ein vorauseilendes Rotorenelement einer Arbeitszelle, welche sich in der Kompressionskammer befindet, eine Kerbe, die mit der Pumpendrucköffnung in Verbindung steht, fast erreicht hat;
4 eine rückseitige Ansicht der in 2 und 3 dargestellten Seitenplatte mit einer Darstellung des erfindungsgemäßen Rückschlagventils, welches die Auslassöffnung druckabhängig verschließt.
Verdrängerpumpen sind aus dem allgemeinen Stand der Technik hinlänglich bekannt, weshalb nachfolgend lediglich die für die Erfindung wesentlichen Merkmale näher beschrieben werden. Dies erfolgt im Ausführungsbeispiel anhand einer einhubigen Flügelzellenpumpe mit variablem Fördervolumen. Eine derartige Flügelzellenpumpe ergibt sich aus der DE 199 42 466 A1 , auf die hiermit Bezug genommen wird.
Die in den 1 bis 4 dargestellte Verdrängerpumpe ist als Flügelzellenpumpe ausgebildet und weist ein Gehäuse 1 mit einem Rotorensatz 2 auf, der im Wesentlichen aus einem Rotor 3, Rotorenelementen 4 und einem Kurvenring 5 besteht. Im Ausführungsbeispiel ist in einer Bohrung des Gehäuses 1 ein Außenring 6 zur Aufnahme des Rotorensatzes 2 eingesetzt. Der Außenring 6 stellt dabei die Freigängigkeit des Kurvenringes 5 sicher und überträgt Querkräfte aus dem Kurvenring 5 in das Gehäuse 1.
Zwischen dem Kurvenring 5 und dem Rotor 3 ist ein Arbeitsraum 7 ausgebildet, welcher durch die Rotorenelemente 4 in Arbeitszellen 8 unterteilt ist.
Im Ausführungsbeispiel kann das Volumen der Arbeitszellen 8 durch eine Veränderung der Exzentrität zwischen Rotor 3 und Kurvenring 5 eingestellt werden. Die Rotorenelemente sind im Ausführungsbeispiel als Flügel 4 ausgebildet.
Die im Ausführungsbeispiel dargestellte Flügelzellenpumpe weist ferner zwei Seitenplatten 9a, 9b auf, welche in bekannter Weise den Rotorensatz 2 seitlich begrenzen und die eine (in 1 nicht dargestellte) Pumpensaugöffnung 10 (Saugniere) und eine Pumpendrucköffnung 11 (Druckniere) aufweisen. Eine der Seitenplatten 9a, 9b kann als separates Teil auch entfallen, wobei dann die an den Rotorensatz 2 angrenzende Gehäusewand des Gehäuses 1 oder eine Wand eines Gehäusedeckels 12 entsprechend ausgebildet sind. Hierzu wird auf die DE 199 17 506 B4 verwiesen.
Wie aus 2, 3 und 4 ferner ersichtlich ist, weist die Seitenplatte 9a sowohl die Pumpensaugöffnung 10 als auch die Pumpendrucköffnung 11 auf.
Die erfindungsgemäße Flügelzellenpumpe weist ferner in ebenfalls bekannter Weise eine erste und eine zweite Kammer 13, 14 auf, die auf zwei Seiten einer Außenumfangsfläche 5a des Kurvenrings 5 zwischen dem Kurvenring 5 und dem Außenring 6 ausgebildet sind und welche zur Verschiebung des Kurvenrings 5 druckbeaufschlagt werden können. Eine Druckbeaufschlagung der Außenumfangsfläche des Kurvenrings 5 ist aus dem allgemeinen Stand der Technik, beispielsweise aus der DE 199 17 506 B4 , hinlänglich bekannt. Im Querschnitt betrachtet, weisen die Kammern 13, 14 einen sichelförmigen Verlauf auf. Die Kammern 13, 14 sind durch geeignete Dichtungselemente voneinander getrennt. Zur Abdichtung der Kammern 13, 14 voneinander ist im Ausführungsbeispiel zum Einen eine Dichtleiste 15 und zum Anderen eine Abflachung 16 des Außenrings 6 an dessen Innendurchmesser vorgesehen, sodass sich der Kurvenring 5 auf dem Außenring 6 abrollen an und dabei die beiden Kammern 13, 14 metallisch voneinander abdichtet.
Wie insbesondere aus den 2 und 3 ersichtlich ist, kann der Arbeitsraum 7 hinsichtlich seiner Funktion in drei unterschiedliche Bereiche unterteilt werden. Der Teil des Arbeitsraumes 7, welcher der Pumpensaugöffnung 10 zugeordnet ist, kann als Saugkammer 17 (Saugbereich) bezeichnet werden. Arbeitszellen 8, die in Kontakt mit der Pumpensaugöffnung 10 stehen, sind somit an den Saugbereich bzw. die Saugkammer 17 angeschlossen. Nachdem ein in Drehrichtung nachlaufender Flügel 4 einer Arbeitszelle 8 das in Drehrichtung vorne liegende Ende der Pumpensaugöffnung 10 überfahren hat (siehe 2), befindet sich die Arbeitszelle 8 im sogenannten Kompressionsbereich, d.h. dem Bereich des Arbeitsraumes 7, welcher als Kompressionskammer 18 dient. In der Kompressionskammer 18 wird ein sich in der Arbeitszelle 8 befindliches Druckmittel komprimiert. Eine Arbeitszelle 8 befindet sich so lange in der Kompressionskammer 18, bis der in Drehrichtung vorauseilende Flügel der Arbeitszelle 8 den Anfang einer Kerbe 19, die mit einem Anfangsteil der Pumpendrucköffnung 11 in Verbindung steht, überfahren hat. Durch das Überfahren der Kerbe 19 steht die Arbeitszelle 8 in Verbindung mit der Pumpendrucköffnung 11. Der Teil des Arbeitsraumes 7, welcher der Pumpendrucköffnung 11 zugeordnet ist, kann als Druckkammer 20 (Druckbereich) bezeichnet werden. Von der Druckkammer 20 wird Druckmittel über die Pumpendrucköffnung 11 und weiterführende Leitungen einem nicht näher dargestellten Verbraucher zugeführt, bei dem es sich vorzugsweise um eine Servolenkvorrichtung eines Kraftfahrzeuges handelt.
Die mit der Pumpendrucköffnung 11 in Verbindung stehende Kerbe 19 erstreckt sich entgegen der Drehrichtung des Rotors 3 in Richtung auf die Pumpensaugöffnung 10. Je länger die Kerbe 19 ist, d.h. desto weiter sie sich in Richtung auf die Pumpensaugöffnung 10 erstreckt, desto kleiner wird die Kompressionskammer 18, d.h. der Bereich in dem das Druckmittel komprimiert werden kann. Wie sich aus den 2 und 3 ergibt, ist die Kerbe 19 in der Stirnplatte 9a so positioniert bzw. weist eine so geringe Länge auf, dass die Kompressionskammer 18 deutlich größer bzw. länger ist als bei herkömmlichen Pumpen. Dadurch wird erreicht, dass der Druck in der Kompressionskammer 18 bei niedrigen bis mittleren Drücken höher ist als in der Druckkammer 20. Bei Hochdruck wird durch den relativ hohen Druck in der Kompressionskammer 18 ein starkes Rückströmen von der Druckkammer 20 in die Kompressionskammer 18 vermieden. D.h. es entsteht ein geringer Druckeinbruch (Druckpuls). Durch die Ausbildung der Kompressionskammer bzw. die Anordnung der Kerbe wird gezielt eine Überkompression bei niedrigem bis mittlerem Gegendruck in der Kompressionskammer erzeugt, d.h. ein Druck der höher ist als der Druck in der Druckkammer. Im Ausführungsbeispiel nimmt die Kompressionskammer 18 einen Winkelbereich ein, der dem 1,3 bis 2-fachen, vorzugsweise dem 1,5-fachen des Winkelbetrages entspricht, den eine Arbeitszelle 8 (inklusive der beiden begrenzenden Flügel 4) einnimmt. Im Ausführungsbeispiel weist die Flügelzellenpumpe elf Arbeitszellen auf, sodass die Kompressionskammer 18 vorzugsweise einen Winkel von 45 bis 55° einnimmt.
Wie aus einer Zusammenschau der 2 bis 4 ferner ersichtlich ist, ist die Kompressionskammer 18 mit wenigstens einer Auslassöffnung 21 versehen, wobei ein als Rückschlagventil 22 ausgebildetes Ventil vorgesehen ist, welches die wenigstens eine Auslassöffnung 21 druckabhängig öffnet und schließt. Dabei ist vorgesehen, dass das Rückschlagventil 22 die wenigstens eine Auslassöffnung 21 druckabhängig derart öffnet, dass die Kompressionskammer 18 vor dem Erreichen der Kerbe 19 auf das Druckniveau der Druckkammer 20 gebracht wird. Die durch die Gestaltung der Kompressionskammer 18 bzw. der Kerbe 19 erzielte Überkompression des Druckmittels in der Kompressionskammer kann somit vor Erreichen der Druckkammer abgelassen bzw. abgebaut werden. Das Rückschlagventil 22 öffnet die Auslassöffnung 21 lediglich in eine Richtung, nämlich so, dass Druck bzw. Druckmittel aus der Kompressionskammer 18 abgebaut werden kann. Ein Einlassen von Druck bzw. Druckmittel aus dem Druckbereich der Pumpe durch die Auslassöffnung 21 in die Kompressionskammer 18 wird durch das Rückschlagventil 22 verhindert. Von dem Druckbereich der Pumpe kann lediglich über die Kerbe 19 Druck bzw. Druckmittel in die Kompressionskammer 18 gelangen. Ein wünschenswertes druckabhängiges Öffnen des Rückschlagventils 22 lässt sich durch bekannte Maßnahmen einfach und zuverlässig erreichen.
Wie aus den 2 und 3 ersichtlich ist, ist die wenigstens eine Auslassöffnung als Bohrung 21 ausgebildet, deren Durchmesser kleiner ist als die Breite der Flügel 4. Vorgesehen sind dabei zwei bis fünf, vorzugsweise drei Bohrungen 21. Die Anordnung von drei Bohrungen 21 hat sich zur Druckentlastung der Kompressionskammer 18 als besonders geeignet herausgestellt. Selbstverständlich ist auch eine andere Anzahl von Bohrungen 21 möglich. Dadurch, dass die Bohrungen 21 zum Rückschlagventil 22 kleiner sind als die Flügelbreite der Flügel 4, wird ein unkontrolliertes Überströmen von einer Kammer (18, 20) zur anderen bzw. von einer Arbeitszelle 8 zu einer voraus laufenden Arbeitszelle 8 vermieden. Die Bohrungen 21 sind, wie aus 2 und 3 ersichtlich ist, in der Seitenplatte 9a ausgebildet und führen von der Kompressionskammer 18 zu der von der Kompressionskammer 18 abgewandten Rückseite 90 der Seitenplatte 9a.
Die Bohrungen 21 führen zu einem Druckbereich 91 an der Rückseite 90 der Seitenplatte 9a. In dem Druckbereich 91 herrscht der Druck, der auch an der Druckkammer 20 bzw. dem Druckbereich der Verdrängerpumpe anliegt. Die Kompressionskammer wird somit durch die Bohrungen 21 bzw. das Rückschlagventil 22 in den Druckbereich entlastet. Die Pumpendrucköffnung 11 ist mit dem Druckbereich 91 verbunden. An der Rückseite 90 der Seitenplatte 9a ist mittels einer Dichtung 92 ein Saugbereich 93 abgetrennt. In diesem Saugbereich 93 herrscht der Druck, der auch in der Saugkammer 17 anliegt. Die Dichtung 92 umfasst dabei die Pumpensaugöffnung 10 in der Seitenplatte 9a.
Wie aus den 2 bis 4, insbesondere aus 4, erkennbar ist, ist die Pumpendrucköffnung 11 im Ausführungsbeispiel aus Festigkeitsgründen durch Stege in drei Teile 11a, 11b, 11c unterteilt. Dies ist für die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Lösung jedoch nicht relevant. Wie sich ferner aus 4 ergibt, ist das Rückschlagventil 22 an der Rückseite 90 der Seitenplatte 9a angeordnet. Das Rückschlagventil 22 befindet sich somit im Druckbereich 91. Im Ausführungsbeispiel ist das Rückschlagventil als Blattventil 22 ausgebildet. Das Blattventil 22 setzt sich dabei aus einem Federstahlblech 23 zusammen, welches über eine Schraube 24, einen Niet oder dergleichen an der Rückseite 90 der Seitenplatte 9a befestigt ist. In 2 und 3 ist die Position der Schraube 24 lediglich angedeutet. Sobald der Druck in der Kompressionskammer 18 höher ist als im Druckbereich 91 (welcher mit der Druckkammer 20 in Verbindung steht) öffnet sich das Blattventil 22. Umgekehrt wird, solange im Druckbereich 91 ein höherer Druck herrscht, das Blattventil 22 an die Rückseite 90 der Seitenplatte 9a gedrückt und verschließt somit die Bohrungen 21.
Wie es sich aus einer Zusammenschau der 2 bis 4 ergibt, werden alle drei Bohrungen 21 durch das eine Rückschlagventil 22 druckabhängig geöffnet und geschlossen. Selbstverständlich kann alternativ dazu auch für jede Bohrung 21 ein unabhängiges Rückschlagventil 22 vorgesehen sein.
Selbstverständlich kann anstelle der einen Kerbe 19 auch eine Mehrzahl von Kerben gemäß der DE 199 17 506 B4 vorgesehen sein. Die Entlastung der Kompressionskammer 18 kann ebenfalls konstruktiv auf andere Art und Weise erfolgen.
Grundsätzlich kann die erfindungsgemäße Lösung auch bei Verdrängerpumpen eingesetzt werden die über keine Kerbe 19 verfügen, jedoch wird durch ein Zusammenspiel mit einer Kerbe 19 eine bestmöglichste Unterdrückung von Druckpulsationen erreicht.
Die erfindungsgemäße Lösung eignet sich in besonderer Weise für Verdrängerpumpen, die bei Servolenkvorrichtungen von Fahrzeugen insbesondere von Personenfahrzeugen und Nutzfahrzeugen zum Einsatz kommen.

1: Gehäuse
2: Rotorensatz
3: Rotor
4: Rotorenelement, Flügel
5: Kurvenring
6: Außenring
7: Arbeitsraum
8: Arbeitszelle
9a, 9b: Seitenplatten
10: Pumpensaugöffnung
11: Pumpensaugöffnung
12: Gehäusedeckel
13, 14: Kammern
15: Dichtung
16: Abflachung
17: Saugkammer
18: Kompressionskammer
19: Kerbe
20: Druckkammer
21: Auslassöffnung
22: Ventil
23: Federstahlblech
24: Schraube
90: Rückseite der Seitenplatte
91: Druckbereich
92: Dichtung
93: Saugbereich

Claims

Verdrängerpumpe mit 1.1 einem Gehäuse, das einen Rotorensatz lagert, welcher zumindest aus einem Rotor und Rotorenelementen besteht; 1.2 wenigstens einem Arbeitsraum, welcher durch die Rotorenelemente in Arbeitszellen unterteilt ist, wobei der Arbeitsraum seitlich durch Seitenplatten begrenzt ist und wobei jedem Arbeitsraum eine Pumpensaugöffnung und eine Pumpendrucköffnung zugeordnet ist, welche entsprechend mit einer Saugkammer bzw. einer Druckkammer der Verdrängerpumpe korrespondieren, wobei die Pumpensaugöffnung und die Pumpendrucköffnung in wenigstens einer der Seitenplatten ausgebildet sind; 1.3 wenigstens einer Kerbe, welche mit einem Anfangsteil der Pumpendrucköffnung in Verbindung steht und sich entgegen der Drehrichtung des Rotors in Richtung auf die Pumpensaugöffnung erstreckt; 1.4 einer Kompressionskammer zwischen der Saugkammer und der Druckkammer in welcher ein Druckmittel komprimierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompressionskammer (18) mit wenigstens einer Auslassöffnung (21) versehen ist, wobei ein Ventil (22) vorgesehen ist, welches die wenigstens eine Auslassöffnung (21) druckabhängig öffnet und schließt.
Verdrängerpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der wenigstens einen Auslassöffnung (21) kleiner ist als die Breite der Rotorenelemente (2).
Verdrängerpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Auslassöffnung als Bohrung (21) in einer der Seitenplatten (9a) ausgebildet ist und von der Kompressionskammer (18) zu der von der Kompressionskammer (18) abgewandten Rückseite (90) der Seitenplatte (9a) führt.
Verdrängerpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Bohrung (21) zu einem Druckbereich (91) an der Rückseite (90) der Seitenplatte (9a) führt an der der Druck der Druckkammer anliegt.
Verdrängerpumpe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenplatte (9a) mit der Pumpensaugöffnung (10) und der Pumpendrucköffnung (11) versehen ist.
Verdrängerpumpe nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil als Rückschlagventil (22) ausgebildet und an der Rückseite der Seitenplatte (9a) angeordnet ist.
Verdrängerpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil als Blattventil (22) ausgebildet ist.
Verdrängerpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Blattventil (22) als Federstahlblech (23) ausgebildet ist, welches mittels einer Schraube (24), einer Niet oder dergleichen derart an der Rückseite (90) der Seitenplatte (9a) befestigt ist, dass das Federstahlblech (23) die wenigstens eine Bohrung (21) abdeckt bzw. verschließt.
Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwei bis fünf, vorzugsweise drei Bohrungen (21) vorgesehen sind durch die Druck aus der Kompressionskammer (18) abgelassen werden kann, wobei die Bohrungen (21) durch das Rückschlagventil (22) druckabhängig geöffnet bzw. verschlossen sind.
Verdrängerpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (22) alle Bohrungen (21) druckabhängig öffnet und schließt.
Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerbe (19) derart positioniert ist, dass falls der Druck in der Druckkammer (20) höher ist als in der Kompressionskammer (18) lediglich ein geringer Rückstrom von der Druckkammer (20) zu der Kompressionskammer (18) fließt.
Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerbe (19) derart positioniert ist, dass bei niedrigen bis mittleren Drücken eine Überkompression in der Kompressionskammer (18) erfolgt.
Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelbetrag den die Kompressionskammer (18) einnimmt größer ist als der Winkelbetrag welcher eine Arbeitszelle (8) zuzüglich der Breite zweier Rotorenelemente (4) einnimmt.
Verdrängerpumpe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompressionskammer (18) wenigstens annähernd den Winkelbetrag einnimmt, der dem 1,3 bis 2-fachen, vorzugsweise dem 1,5-fachen einer Arbeitszelle (8) entspricht.
Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch eine Ausgestaltung als Flügelzellenpumpe.
Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch eine einhubige Ausgestaltung.
Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch eine Ausgestaltung als Verstellpumpe mit einem verschieblich im Gehäuse (1) gelagerten Kurvenring (5) als Teil des Rotorensatzes (2), wobei der Kurvenring (5) den Rotor (3) umgibt und das Volumen der Arbeitszellen (8) durch Veränderung der Exzentrität zwischen Rotor (3) und Kurvenring (5) einstellbar ist.