DE102008056326A1

DE102008056326A1 - Hydromaschine mit Vorpumpe

Info

Publication number: DE102008056326A1
Application number: DE200810056326
Authority: DE
Inventors: Hakan Camurdan
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-11-07
Filing date: 2008-11-07
Publication date: 2010-05-12

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hydromaschine (1) mit einer Hauptpumpe und einer Vorpumpe (6). Die Vorpumpe (6) ist in einer Kammer (7) eines Hauptpumpengehäuses (8) mit einer inneren und einer äußeren Stirnseite (9, 10) der Kammer (7) angeordnet. Die Kammer (7) verbindet einen Druckausgang der Vorpumpe (6) mit einem Fluidverteiler der Hydromaschine (1) über eine Übergangsplatte (11) zum Hauptpumpengehäuse (8). Eine Antriebswelle (12) der Hydromaschine (1) steht mit einem Antrieb (13) der Vorpumpe (6) in Eingriff. Dabei ist ein Vorpumpengehäuse (14) an die Kammer (7) angepasst und weist eine äußere Mantelfläche (15) auf. Die Mantelfläche (15) weist an der äußeren Stirnseite (10) gegenüberliegend zu der Übergangsplatte (11) eine Nut (16) mit einer axial hemmenden Positionierschikane (17) für ein axial und radial wirkendes Dichtelement (18) auf.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hydromaschine mit einer Hauptpumpe und einer Vorpumpe. Die Vorpumpe ist in einer Kammer eines Hauptpumpengehäuses mit einer inneren und einer äußeren Stirnseite der Kammer angeordnet. Die Kammer verbindet einen Druckausgang der Vorpumpe mit einem Fluidverteiler der Hydromaschine über eine Übergangsplatte zum Hauptpumpengehäuse. Eine Antriebswelle der Hydromaschine steht mit einem Antrieb der Vorpumpe in Eingriff.
Eine derartige Hydromaschine ist als hydraulisches Pumpenaggregat aus der Druckschrift DE 101 17 373 A1 bekannt. Dabei ist ein hydraulisches Pumpenaggregat mit einer hydrostatischen Systempumpe ausgestattet, von der über einen Druckanschluss ein hydrostatisches Arbeitssystem mit Druckflüssigkeit versorgbar ist. Außerdem weist das Pumpenaggregat eine zweite Pumpe auf, von der Druckflüssigkeit über eine Einlassöffnung ansaugbar und einem Niederdruckbereich der Systempumpe zuführbar ist. Dazu sind die beiden Pumpen von einem einen Gehäusemantel aufweisenden Elektromotor antreibbar. Die Systempumpe der bekannten Hydromaschine ist eine Innenzahnradpumpe und die zweite Pumpe eine Kreiselpumpe.
Schematische Querschnitte durch Teilbereiche derartiger bekannter Pumpenaggregate zeigen die 13 und 14. 13 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Teilbereich einer Hydromaschine 4 mit einer Hauptpumpe, von der ein Teil des Hauptpumpengehäuses 8 zu sehen ist und ein Teilbereich der Antriebswelle 12 der Hauptpumpe. An dieser An triebswelle 12 ist ein Antrieb 13 einer Vorpumpe 6, die hier eine Innenzahnradpumpe darstellt, ankoppelbar.
Für ein Vorpumpengehäuse 14 mit der Vorpumpe 6 weist das Hauptpumpengehäuse 8 eine Kammer 7 auf, in die das Vorpumpengehäuse 14 eingesetzt werden kann. Zwischen Vorpumpengehäuse 14 und Hauptpumpengehäuse 8 ist eine Übergangsplatte 11 angeordnet, die als Verschleißscheibe genutzt wird, um den Verschleiß durch die Innenzahnradpumpe als Vorpumpe 6 aufzunehmen und bei entsprechender Abnutzung auszutauschen, ohne dass das Hauptpumpengehäuse 8 zu überarbeiten ist.
Der Antrieb 13 der Vorpumpe 6, der auf der gleichen Achse wie die Antriebswelle 12 der Hauptpumpe angeordnet ist, ist über eine Feder-Nut Verbindung 42 mit dem Zahnradritzel 36 mit Außenverzahnung 37 formschlüssig verbunden. Der exzentrisch zur gemeinsamen Achse 35 angeordnete Innenzahnkranz 38 der Zahnradpumpe steht mit der Außenverzahnung 37 des Zahnradritzels 36 auf der Hochdruckseite der Innenzahnradpumpe in Eingriff. In dieser aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungsform ist die Tiefe T der Kammer 7 in dem Hauptpumpengehäuse 8, welche die Vorpumpe 6 mit dem Vorpumpengehäuse 14 aufnimmt, so groß, wie die axiale Länge L des gesamten Vorpumpengehäuses 14.
Der wirksame Pumpenbereich hat jedoch lediglich eine Höhe h₁, die der axialen Erstreckung bzw. Breite der Zahnkränze 37 und 38 entspricht. Zur Abdichtung des Vorpumpengehäuses 14 in der Kammer 7 ist eine äußere Stirnfläche 29 des Vorpumpengehäuses 14 mit einer hohen Oberflächenqualität bearbeitet, damit auf dieser polierten äußeren Stirnfläche 29 ein Dichtelement 40 in einer Nut 39 des Vorpumpendeckels 20 durch einen entsprechenden Presssitz abdichten kann. Dazu muss die äußere Stirn fläche 29 des Vorpumpengehäuses 14 entsprechend hochpoliert sein. Auch die Seite 41, welche das Dichtelement 40 trägt, muss einen hochpolierten Randbereich des Vorpumpendeckels 20 aufweisen, um mit Hilfe eines Dichtelements 33 in einer Nut 28 der äußeren Stirnfläche 10 des Hauptpumpengehäuses 8 einen fluiddichten Presssitz zu ermöglichen.
Um folglich das Vorpumpengehäuse in der Kammer 7 des Hauptpumpengehäuses 8 fluiddicht einzubringen, sind sowohl eine Oberfläche 41 des Vorpumpendeckels als auch eine stirnseitige Oberfläche 29 des Vorpumpengehäuses mit einer hohen Oberflächenqualität zu bearbeiten, was entsprechend kostenintensiv ist. Ferner sind zwei Nuten, vorzugsweise zwei Ringnuten 28 und 39 einzubringen, um das Vorpumpengehäuse 14 in der Kammer 7 des Hauptpumpengehäuses 8 fluiddicht anzuordnen.
Ein noch größerer Aufwand ist erforderlich, wenn die axiale Länge L des Vorpumpengehäuses größer wird als die Tiefe T der vorbereiteten Kammer 7 zur Aufnahme des Vorpumpengehäuses 14, wie es die nächste 14 zeigt. In diesem Fall ist eine Zwischenplatte 23, welche die axiale Längendifferenz zwischen der axialen Länge L des Vorpumpengehäuses 14 und der Tiefe T der Kammer 7 ausgleichen soll, ebenfalls mediendicht abzudichten. Dazu ist mindestens eine Seite der Zwischenplatte 23 ebenfalls mit einer polierten Oberflächenqualität herzustellen, um sicherzustellen, dass ein entsprechendes Dichtelement 34 in einer entsprechenden Nut 33 der äußeren Stirnseite 10 des Hauptpumpengehäuses 8 mit einem entsprechenden Presssitz die Zwischenplatte fluiddicht abdichten kann. Als Dichtelemente 32, 34 und 40 werden in derartigen Ausführungsformen im Stand der Technik O-Ringe in entsprechende Ringnuten 31, 33 und 39 eingesetzt. Dieses erfordert entsprechende hochpolierte Gegenflächen zum Abdichten des Fluids.
Ein Nachteil dieser Ausführungsform gemäß dem Stand der Technik besteht darin, dass jede Zwischenplatte ein filigranes Bauteil darstellt mit einer Nut für die Aufnahme eines Dichtelements und einer gegenüberliegenden hochpolierten Fläche, um einen mediumdichten Presssitz beim Zusammenbau der Vorpumpe 6 mit dem Hauptpumpengehäuse 8 zu erreichen. Mit zunehmender Vergrößerung und damit axialer Verlängerung der Vorpumpen 6 werden eine Mehrzahl von Zwischenplatten mit entsprechender Vorbearbeitungsarbeit erforderlich, was die Kosten deutlich in die Höhe treibt. Die Verlängerung der Vorpumpen hat den Vorteil, dass bei Innenzahnradpumpen eine höhere Breite der Zahnkränze zu einem höheren Pumpvolumen jedoch gleichzeitig zu größeren Dichtungsproblemen aufgrund der höheren Anzahl von Dichtstellen bzw. Dichtelementen führen.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Hydromaschine mit einer Vorpumpe und einer Hauptpumpe zu gestalten, die mit einer minimalen Anzahl von zu bearbeitenden Oberflächen und einer minimalen Anzahl von Dichtelementen auskommt, um die Vorpumpe in dem Gehäuse der Hauptpumpe abzudichten.
Gelöst wird diese Aufgabe mit dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Erfindungsgemäß wird eine Hydromaschine mit einer Hauptpumpe und einer Vorpumpe geschaffen. Die Vorpumpe ist in einer Kammer eines Hauptpumpengehäuses mit einer inneren und einer äußeren Stirnseite der Kammer angeordnet. Die Kammer verbindet einen Druckausgang der Vorpumpe mit einem Fluidverteiler der Hydromaschine über eine Übergangsplatte zum Hauptpumpengehäuse hin. Eine Antriebwelle der Hydromaschine steht mit einem Antrieb der Vorpumpe in Eingriff. Dabei ist ein Vorpumpengehäuse an die Kammer angepasst und weist eine äußere Mantelfläche auf. Die Mantelfläche weist an der äußeren Stirnseite gegenüberliegend zu der Übergangsplatte eine Nut mit einer axial hemmenden Positionierschikane für ein axial und radial wirkendes Dichtelement auf.
Zunächst wird mit dieser Positionierungsschikane ein Montageproblem, d. h. ein Zusammenbauproblem der Vorpumpe in die Kammer des Hauptpumpengehäuses gelöst. Gleichzeitig wird die Anzahl der Dichtelemente zwischen dem Vorpumpengehäuse und dem Hauptpumpengehäuse auf ein einziges Dichtelement reduziert, solang die Tiefe der Kammer in dem Hauptpumpengehäuse der axialen Länge der Vorpumpe entspricht. Die axial hemmende Positionierungsschikane hilft beim Einsetzen des Vorpumpengehäuses in die Kammer des Hauptpumpengehäuses, indem das Dichtelement durch die axial hemmende Positionierungsschikane daran gehindert wird, aus der Nutform herauszurutschen oder zu verkanten.
Bekannte Lösungen aus der Druckschrift DE 10 2005 004 030 A1 sehen anstelle einer solchen Positionierungsschikane gegen ein Herausschlüpfen von Dichtelementen eine zusätzliche, im Querschnitt halbkreisförmige Ringnut in dem Vorpumpendeckel vor, was jedoch die Montageprobleme nicht beseitigt und einen zusätzlichen Aufwand erfordert, um eine derartige Passnut in Profil und Oberflächenqualität in einen entsprechenden Gehäusedeckel einzubringen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die äußere Stirnseite der Kammer eine geneigte Anlagefläche für das Dichtelement auf, an der das Dichtelement mediendicht anliegen kann. Diese geneigte Anlagefläche, die einen Winkel zwischen 5° bis 20° zur Vertikalen aufweisen kann, erleichtert beim Zusammenbau die Ausbildung eines Presssitzes zwischen der Nut mit axial hemmender Positionierungsschikane der Mantelfläche des Vorpumpengehäuses mit der Innenmantelfläche der Kammer des Hauptpumpengehäuses.
Wenn nun noch ein in axialer Richtung überstehender Teil des Dichtungselements durch eine polierte Zone des Vorpumpendeckels unter Ausbildung eines Presssitzes zusammengepresst wird, so ergibt sich eine problemlos montierbare Abdichtung der Kammer gegenüber dem Vorpumpengehäuse mit lediglich einem einzigen Dichtungselement. Dazu sind keine großen Flächenbereiche der beteiligten drei Komponenten, nämlich der Kammer des Hauptpumpengehäuses, dem Vorpumpengehäuse und dem Vorpumpengehäusedeckel, erforderlich, sondern vielmehr ist beim Vorpumpengehäusedeckel lediglich eine polierte Zone erforderlich, die beispielsweise bei einer O-Ringdichtung eine scheibenförmige Fläche aufweist.
Ferner sind die geneigte Anlagefläche an die Stirnseite der Kammer anzubringen, und schließlich ist eine entsprechende Nut in die Mantelfläche des Vorpumpengehäuses einzudrehen. Dabei können ohne großen Aufwand spiegelnde Oberflächenqualitäten erreicht werden, die einen druckfesten und mediendichten Presssitz, beispielsweise für einen O-Ring, ermöglichen. Dazu ist vorzugsweise die Kammer von einem Vorpumpendeckel im Bereich der äußeren Stirnseite mediendicht abgeschlossen, wobei der Vorpumpendeckel eine herausragende polierte Zone aufweist, die auf dem Dichtelement aufliegt und einen mediendichten Presssitz mit dem Dichtelement zwischen Innenmantelfläche der Kammer und äußerer Mantelfläche des Vorpumpengehäuses bildet.
Die Minimierung der Anzahl von Dichtelementen sowie von entsprechenden Aufnahmenuten kann auch bei größeren axialen Längen des Vorpumpengehäuses beibehalten werden. Dabei ist es vorgesehen, dass die Anzahl der Dichtungselemente auch bei mehreren Zwischenplatten, die eventuell erforderlich sind, um eine größere axiale Länge eines Vorpumpengehäuses in einer Kammer gleich bleibender minimaler Tiefe unterzubringen, nicht vergrößert wird, sondern mit zwei Dichtelementen dieses Dichtproblem gelöst wird.
Dazu weist das Vorpumpengehäuse vorzugsweise einen Absatz auf, an dem die Nut mit der axial hemmenden Positionierschikane angeordnet ist, wobei der Absatz im Bereich der äußeren Stirnseite der Kammer positioniert ist. Durch diesen Absatz wird gewährleistet, dass eine Bearbeitbarkeit der Nut mit axial hemmender Positionierschikane ungehindert durchgeführt werden kann und anschließend über dem Ansatz eine beliebige Anzahl unbearbeiteter, lediglich gestanzter Zwischenplatten als Abstandselemente angeordnet werden können. Diese Zwischenplatten weisen eine Gesamtdicke auf, die den Unterschied zwischen der axialen Länge des Vorpumpengehäuses und der Tiefe der Kammer ausgleicht.
Dazu können die Zwischenplatten vorzugsweise aus einer Metallplatte gestanzt sein und unbearbeitete Oberflächen aufweisen. Dieses verbilligt die Anpassung eines axial längeren Vorpumpengehäuses zur Vergrößerung der beispielsweise Zahnkranzbreite einer Innenzahnradpumpe erheblich. Um unabhängig von einer Anzahl unbearbeiteter Zwischenplatten den Vorpumpendeckel mit der Stirnseite des Vorpumpengehäuses mediendicht zusammenzubringen, ist es vorgesehen, dass eine äußere Stirnfläche des Vorpumpengehäuses eine Nut mit einem Dichtelement aufweist, mit dem die herausragende polierte ringför mige Zone des Vorpumpendeckels wie oben erwähnt einen mediendichten axialen Presssitz aufweist.
Dieser Deckel kann nun für beliebige axiale Längen und damit Zahnkranzbreiten der Vorpumpe eingesetzt werden. Außerdem kann die Kammer mit einer einheitlichen Tiefe in dem Hauptpumpengehäuse unverändert beibehalten werden. Somit kann die Anzahl der zu lagernden Komponenten minimal gehalten werden und jederzeit bei Erhöhung des Fördervolumens ein in axialer Länge deutlich vergrößertes Vorpumpengehäuse eingesetzt werden. Dazu werden zwischen dem Vorpumpendeckel und der äußeren Stirnseite der Kammer mehrere Zwischenplatten aus gestanztem Blechmaterial als Abstandselemente angeordnet, wobei die Abstandselemente eine Gesamtdicke aufweisen, die den Unterschied zwischen der axialen Länge des Vorpumpengehäuses und der Tiefe der Kammer ausgleichen.
Als Vorpumpe können Pumpen aus der Gruppe Innenzahnradpumpe, Außenzahnradpumpe, Radialradpumpe oder Flügelzellenpumpe eingesetzt werden. Derartige Vorpumpen stützen den Medienkreislauf einer Hydromaschine, indem die Druckseite der Vorpumpe über einen Fluidverteiler und ein Rückschlagventil zum Leckageausgleich in den Niederdruckbereich des Medienkreislaufs zugeschaltet wird. Andererseits kann eine derartige Vorpumpe eine Medienversorgung für hydromechanische Stell- und oder Steuerorgane eines Hydromotors und/oder einer Hydropumpe der Hydromaschine aufweisen, wozu über einen Fluidverteiler die Druckseite der Vorpumpe mit den entsprechenden Versorgungsleitungen für die hydromechanischen Stell- und/oder Steuerorgane verbunden wird.
Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Teilbereich einer Hydromaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 zeigt ein Detail A gemäß 1;
3 bis 6 zeigen schematische Querschnitte durch Komponenten der Hydromaschine gemäß 1;
3 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Teilbereich eines Hauptpumpengehäuses;
4 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Innenzahnradpumpe als Vorpumpe;
5 zeigt ein Detail B gemäß 4;
6 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Vorpumpendeckel;
7 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Teilbereich einer Hydromaschine gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
8 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Teilbereich eines Hauptpumpengehäuses der Ausführungsform gemäß 7;
9 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Innenzahnradpumpe mit verlängertem Vorpumpengehäuse für die Ausführungsform gemäß 7;
10 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Zwischenplatte für die Ausführungsform gemäß 7;
11 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Vorpumpendeckel für die Ausführungsform gemäß 7;
12 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Teilbereich einer Hydromaschine gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
13 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Teilbereich einer Hydromaschine einer Ausführungsform gemäß dem Stand der Technik;
14 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Teilbereich einer Hydromaschine einer weiteren Ausführungsform gemäß dem Stand der Technik.
1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Teilbereich einer Hydromaschine 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Dieser Teilbereich der Hydromaschine 1 zeigt eine Vorpumpe 6, die in eine Kammer 7 eines Hauptpumpengehäuses 8 einer Hauptpumpe der Hydromaschine 1 eingesetzt ist. Dabei schließt eine Stirnfläche 29 des Vorpumpengehäuses 14 bündig mit einer äußeren Stirnseite 10 der Kammer 7 des Hauptpumpengehäuses 8 ab. Um das Vorpumpengehäuse 14 und die Kammer 7 im Hauptpumpengehäuse 8 mediendicht einzubauen ist ein Vorpumpendeckel 20 mittels Schraubelementen 43 auf ein ringförmiges Dichtelement 18 aufgepresst.
Dieses Dichtelement 18 kann ein O-Ring sein, der einen axialen Spalt zwischen der äußeren Mantelfläche 15 des Vorpumpengehäuses 14 mit einer inneren Mantelfläche 44 der Kammer 7 axial abdichtet. Gleichzeitig wird der radiale Spalt zwischen Vorpumpendeckel 20 und der äußeren Stirnfläche 29 des Vorpumpengehäuses 14 durch diesen O-Ring mediendicht abgedichtet. Um den O-Ring beim axialen Einführen des Vorpumpengehäuses 14 in die Kammer 7 in Position zu halten, ist an einer Nut 16 der äußeren Mantelfläche 15 des Vorpumpengehäuses 14 eine Positionierschikane 17 angeordnet, die verhindert, dass der O-Ring aus der Nut 16 bei der Montage gleiten kann.
Ferner ist eine geneigte Anlagefläche 19 für den O-Ring im Bereich der äußeren Stirnseite 10 des Hauptpumpengehäuses angeordnet, um die Montage des Dichtelements 18 zu erleichtern. In dieser Ausführungsform der Erfindung ist somit lediglich ein Dichtelement 18 erforderlich, um das Vorpumpengehäuse 14 in der Kammer 7 des Hauptpumpengehäuses 8 vollständig abzudichten. Die Vorpumpe 6 ist in dieser Ausführungsform der Erfindung eine Innenzahnradpumpe mit einem Zahnradritzel 36, das mit einem Antrieb 13 der Innenzahnradpumpe zusammenwirkt, wobei der Antrieb 13 mit der Antriebswelle 12 der Hauptpumpe über eine formschlüssige Zahnkupplung 45 verbunden ist. Im Druckbereich der Innenzahnradpumpe kämmen die Zähne des Zahnradritzel 36 mit einem exzentrisch angeordneten Innenzahnkranz 38.
2 zeigt ein Detail A gemäß 1. Mit diesem Detail A wird verdeutlicht, dass in Pfeilrichtung C das Vorpumpengehäuse 14 mit dem in der Profilnut 16 angeordneten Dichtelement 18 an der geneigten Anlagefläche 19 in eine Endposition geführt wird, bei der die äußere Stirnfläche 29 mit der äußeren Stirnseite 10 des Hauptpumpengehäuses 8 bündig abschließt und das Dichtelement 18 aus diesen bündig zueinander stehenden Flächen bei der Endmontage derart herausragt, dass ein Presssitz durch den Vorpumpendeckel 20, der in 1 gezeigt wird, möglich ist.
Dazu ist die Positionierschikane 17 gegenüber der Mantelfläche 15 um die Radiusdifferenz Δr zurückgesetzt, wobei die Nuttiefe t größer ist als diese Radiusdifferenz Δr. Die Nuttiefe t richtet sich dabei nach dem Durchmesser bzw. dem Profil des Dichtelements 18, das einerseits in der Nut 16 anliegen soll und andererseits die geneigte Anlagefläche 19 mit einem entsprechenden Presssitz nach der Montage abdichtet. Somit zeigt das Detail A die Abdichtung eines axialen Spaltes, während die radiale Abdichtung des Spaltes zwischen Vorpumpendeckel 20 und Vorpumpengehäuse 14 mit den nachfolgenden Figuren näher erläutert wird.
3 bis 6 zeigen schematische Querschnitte durch Komponenten der Hydromaschine 1 gemäß 1. Dazu zeigt 3 einen schematischen Querschnitt durch einen Teilbereich eines Hauptpumpengehäuses 8 mit einer Kammer 7 zur Aufnahme eines Vorpumpengehäuses. Diese Kammer 8 kann Oberflächen mit einer unterschiedlichen funktionsgebundenen Oberflächenqualität aufweisen, jedoch wird für das Abdichten im Bereich der äußeren Stirnseite 10 eine hochpräzise Oberflächenvergütung, wie es 3 zeigt gefordert, um sicherzustellen, dass ein entsprechendes Dichtelement auf der geneigten Anlagefläche 19 den Spalt zwischen der äußeren Mantelfläche des Vorpumpengehäuses und der inneren Mantelfläche 44 der Kammer 7 abdichtet.
4 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Innenzahnradpumpe als Vorpumpe 6 mit einem Vorpumpengehäuse 14, das zu einer inneren Stirnfläche 46 durch eine Übergangsplatte 11 begrenzt wird, die gegen radiales Verrutschen durch entsprechende Passstifte 47 gesichert ist und als Verschleißscheibe das Hauptpumpengehäuse 8 vor den rotierenden Komponenten der Vorpumpe 6 schützt. Ferner zeigt dieser schematische Querschnitt, dass beim Einbringen des Vorpumpengehäuses 14 in die Kammer des Hauptpumpengehäuses der Antrieb 13 der Innenzahnradpumpe mit der in 3 gezeigten Antriebswelle 12 der Hauptpumpe gekoppelt werden kann.
5 zeigt ein Detail B gemäß 4 des Vorpumpengehäuses 14 im Bereich der Nut 16 mit der Positionierschikane 17 und mit eingebrachtem Dichtelement 18. Dieses Detail B zeigt erneut, dass die Nuttiefe t größer ist als die Radiusdifferenz Δr zwischen dem Radius der Positionierschikane 17 und dem Radius der äußeren Mantelfläche 15.
6 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Vorpumpendeckel 20, dessen äußere Oberfläche 48 und innere Oberfläche 49 grob bearbeitet sein können, jedoch ist eine Zone 21 der inneren Oberfläche 49 des Vorpumpendeckels 20 mit einer hohen Oberflächenvergütung versehen, um einen mediendichten Presssitz mit dem in 4 gezeigten Dichtelement 18 beim Anbringen des Vorpumpendeckels 20 zu erreichen. Durch diese Oberflächenbehandlung wird somit sichergestellt, dass mit einem einzigen Dichtungselement 18 das Vorpumpengehäuse mediendicht eingebracht und in dem Hauptpumpengehäuse abgedichtet werden kann.
7 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Teilbereich einer Hydromaschine 2 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. In dieser Ausführungsform der Erfindung ist die axiale Länge L der Vorpumpe 6 größer als die Tiefe T der in dem Hauptpumpengehäuse 8 vorgesehenen Kammer 7 zur Aufnahme des Vorpumpengehäuses 14.
Mit der vergrößerten axialen Länge L des Vorpumpengehäuses 14 kann erreicht werden, dass eine Zahnradpumpe als Vorpumpe 6 mit breiteren Zahnkränzen in der unveränderten Kammer 7 des Hauptpumpengehäuses 8 eingebaut werden kann, obgleich die Breite h₂ der Innenzahnradpumpe größer ist als die Breite h₁, wie sie in 1 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung gezeigt wird.
Zum Ausgleich des Unterschiedes zwischen axialer Länge L und Tiefe T der Kammer 7 ist eine zusätzliche Zwischenplatte 23 vorgesehen, die jedoch in der bisherigen Technologie kostenintensiv und teuer ist, da sie äußerst filigran gestaltet ist und mit hochpolierten Oberflächen und einer Dichtnut, wie es die 14 zeigt, versehen ist. In dieser Ausführungsform der Erfindung ist die Zwischenplatte 23 lediglich eine ausgestanzte Scheibe aus einem Blech, ohne weitere Oberflächenbearbeitung und ohne jede Dichtfunktion für die Abdichtung des Vorpumpengehäuses 14 gegenüber der Kammer 7.
Die Abdichtung des axialen Spalts wird wiederum durch das Dichtelement 18 erreicht, wie es bereits mit 1 gezeigt wird. Die radiale Abdichtung wird durch ein Dichtelement 30 in einer Nut 28 der Stirnfläche 29 des Vorpumpengehäuses 14 sichergestellt, wobei eine entsprechend oberflächenbearbeitete Zone des Vorpumpendeckels 20 auf dieses Dichtelement 30, das ebenfalls ein O-Ring sein kann, presst. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert.
8 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Teilbereich eines Hauptpumpengehäuses 8 der Ausführungsform gemäß 7 und verdeutlicht, dass keine Änderungen gegenüber der in 3 gezeigten Kammer 7 erforderlich sind, um eine Vorpumpe mit größerer axialer Länge L in dieser einheitlichen Kammer 7 unterzubringen.
9 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Innenzahnradpumpe mit verlängertem Vorpumpengehäuse 14 für die Ausführungsform gemäß 7. Dazu weist das Vorpumpengehäuse 14 einen Absatz 22 auf, an dem die Nut 16 für das Dichtelement 18 mit der radial hemmenden Positionierungsschikane 17 angeordnet ist, wobei der Absatz 22 im Bereich der äußeren Stirnseite der Kammer positioniert ist. Ferner weist die äußere Stirnfläche 29 des Vorpumpengehäuses 14 eine Nut 28 mit einem Dichtelement 30 auf, mit dem eine herausragende polierte ringförmige Zone des Vorpumpendeckels einen mediendichten axialen Presssitz bilden kann.
10 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Zwischenplatte 23 für die Ausführungsform der 7. Dabei entspricht die Dicke d der Zwischenplatte 23 der Längendifferenz zwischen der axialen Länge des Vorpumpengehäuses und der Tiefe der Kammer, wie sie in den vorhergehenden Figuren gezeigt werden. Die Oberflächengüte kann dem ausgestanzten Blech für die Zwischenplatte 23 entsprechen und bedarf keiner weiteren Oberflächenbearbeitung, was die Herstellungskosten einer Hydromaschine, die mit einer derartigen Vorpumpe ausgestattet wird, deutlich vermindert.
11 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Vorpumpendeckel 20 für die Ausführungsform gemäß 7, wobei dieser Vorpumpendeckel 20 identisch bzw. gleich dem Vor pumpendeckel 20 der ersten Ausführungsform sein kann und entsprechend grob bearbeitete Oberflächen 48 und 49 aufweisen kann. Lediglich auf der inneren Oberfläche 49 des Vorpumpendeckels 20 ist eine hervorstehende Zone mit höherer Oberflächengüte 21 vorzusehen, um einen mediendichten Presssitz mit dem in 7 gezeigten Dichtelement 28 sicherzustellen.
12 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Teilbereich einer Hydromaschine 3 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert. Der Unterschied dieser dritten Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass eine Innenzahnradpumpe mit deutlich vergrößerter Breite h₃ der Zahnkränze vorgesehen ist, so dass die axiale Länge L des Vorpumpengehäuses 14 deutlich größer ist, als die Tiefe T der in dem Hauptpumpengehäuse 8 vorgesehenen Kammer 7 zur Aufnahme dieser Vorpumpe 6.
12 verdeutlicht mit drei aufeinander gestapelten Zwischenplatten 23, 24 und 25, dass eine Mehrzahl von Zwischenplatten zum Ausgleich der größeren axialen Länge L gegenüber der konstant bleibenden Tiefe T der Kammer 7 eingesetzt werden kann, um das Vorpumpengehäuse 14 mediendicht in der Kammer 7 anzuordnen. Dazu ist lediglich, wie bereits 7 zeigt, eine Nut 28 mit einem Dichtelement 30 in der grob bearbeiteten Stirnfläche 29 erforderlich, während der Vorpumpendeckel 20 mit einer vorstehenden Zone 21, wie es die 11 und 6 zeigen, auszustatten ist.
Die 13 und 14 zeigen Ausführungsformen aus dem Stand der Technik, wie sie bereits einleitend erörtert wurden, so dass sich eine Wiederholung erübrigt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10117373 A1 [0002]
- DE 102005004030 A1 [0014]

Claims

Hydromaschine mit einer Hauptpumpe und einer Vorpumpe (6), wobei die Vorpumpe (6) in einer Kammer (7) eines Hauptpumpengehäuses (8) mit einer inneren und einer äußeren Stirnseite (9, 10) der Kammer (7) angeordnet ist, wobei ein Fluidverteiler der Hydromaschine (1) über eine Übergangsplatte (11) zum Hauptpumpengehäuse (8) verbindet, und wobei eine Antriebwelle (12) der Hydromaschine (1) mit einem Antrieb (13) der Vorpumpe (6) in Eingriff steht, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vorpumpengehäuse (14) an die Kammer (7) angepasst ist und eine äußere Mantelfläche (15) aufweist, die an der äußeren Stirnseite (10) gegenüberliegend zu der Übergangsplatte (11) eine Nut (16) mit einer axial hemmenden Positionierschikane (17) für ein axial und radial wirkendes Dichtelement zwischen dem Vorpumpengehäuse (14) und der Kammer (17) des Hauptpumpengehäuses (8) aufweist.
Hydromaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (18) an einer geneigten Anlagefläche (19) der äußeren Stirnseite (10) der Kammer (7) mediendicht anliegt.
Hydromaschine nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (7) von einem Vorpumpendeckel (20) im Bereich der äußeren Stirnseite (10) mediendicht abgeschlossen ist, wobei der Vorpumpendeckel (20) eine herausragende polierte Zone (21) aufweist, die auf dem Dichtelement (18) aufliegt und einen mediendichten Presssitz mit dem Dichtelement (18) bildet.
Hydromaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorpumpengehäuse (14) eine größere Länge (L) aufweist als eine vorgesehene Tiefe (T) der Kammer (7) des Hauptpumpengehäuses (8).
Hydromaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorpumpengehäuse (14) einen Absatz (22) aufweist, an dem die Nut (16) mit der axial hemmenden Positionierschikane (17) angeordnet ist, wobei der Absatz (22) im Bereich der äußeren Stirnseite (10) der Kammer (7) positioniert ist.
Hydromaschine nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Vorpumpendeckel (20) und der Kammer (7) eine Zwischenplatte (23) als Abstandselement angeordnet ist, wobei die Zwischenplatte (23) eine Dicke (d) aufweist, die den Unterschied zwischen der Länge (L) des Vorpumpengehäuses (14) und der Tiefe (T) der Kammer (7) ausgleicht.
Hydromaschine nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenplatte (23) aus einer Metallplatte gestanzt ist und unbearbeitete Oberflächen (26, 27) aufweist.
Hydromaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine äußere Stirnfläche (29) des Vorpumpengehäuses (14) eine Nut (28) mit einem Dichtelement (30) aufweist, mit dem die herausragende polierte Zone (21) des Vorpumpendeckels (20) einen mediendichten axialen Presssitz aufweist.
Hydromaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Vorpumpendeckel (20) und der äußeren Stirnseite (18) der Kammer (7) mehrere Zwischenplatten (23–24) aus gestanztem Blechmaterial als Abstandselemente angeordnet sind, wobei die Abstandselemente eine Gesamtdicke (D), die den Unterschied zwischen der Länge (L) des Vorpumpengehäuses (14) und der Tiefe der Kammer ausgleicht, aufweisen.
Hydromaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorpumpe (6) eine Pumpe der Gruppe, Innenzahnradpumpe, Außenzahnradpumpe, Radialradpumpe oder Flügelzellenpumpe aufweist.
Hydromaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydromaschine (1) einen Medienkreislauf aufweist, in den die Druckseite der Vorpumpe (6) über einen Fluidverteiler und ein Rückschlagventil Medien zum Leckageausgleich in den Niederdruckbereich des Medienkreislaufs nachpumpt.
Hydromaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydromaschine (1) eine Medienversorgung für hydromechanische Stell- und oder Steuerorgane eines Hydromotors und/oder einer Hydropumpe aufweist, die über einen Fluidverteiler von der Druckseite der Vorpumpe (6) versorgt werden.