DE102011054028A1

DE102011054028A1 - Verdrängerpumpe

Info

Publication number: DE102011054028A1
Application number: DE201110054028
Authority: DE
Inventors: Claus Jäger; Rainer Mayer; Reiner Mayer
Original assignee: ZF Lenksysteme GmbH
Current assignee: Pump Technology Solutions Ps De GmbH
Priority date: 2011-09-29
Filing date: 2011-09-29
Publication date: 2013-04-04
Also published as: CN103842619B; IN2014CN03034A; JP2014528043A; WO2013045302A3; CN103842619A; WO2013045302A2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verdrängerpumpe zum Fördern von Druckmittel zu einem Verbraucher, insbesondere einer Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge. Im Inneren eines Gehäuses (1), das axial auf einer Seite mit einem Deckel (7) abgeschlossen ist, ist ein Pumpenpaket (2) mit einem Rotor (3), einem Kurvenring (4) und mehreren Arbeitsschiebern (5) eingesetzt. Zwischen dem Kurvenring (4) und dem Rotor (3) sind durch die Arbeitsschieber (5) unterteilte Arbeitskammern (6) gebildet, die in axialer Richtung durch Steuerplatten (9) begrenzt sind. In den zu dem Rotor (3) gewandten Stirnseiten der Steuerplatten (9) sind Versorgungsnieren (10, 11) zur Ölversorgung für die Arbeitsschieber (5) und die Arbeitskammern (6) eingeformt. Zwischen den Versorgungsnieren (10, 11) und einer Durchgangsbohrung (20) für eine Antriebswelle (13) befindet sich ein ringförmiger Steg (19). Wenigstens eine der Versorgungsnieren (10, 11) ist mit wenigstens einer Öltasche (18) versehen. Die wenigstens eine Öltasche (18) ist derart angeordnet, dass sie wenigstens teilweise in den Steg (19) ragt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verdrängerpumpe zum Fördern von Druckmittel zu einem Verbraucher, insbesondere einer Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Verdrängerpumpen in Form von Flügelzellen- oder Rollenzellenpumpen sind beispielsweise aus der DE 199 09 963 B4 , der DE 10 2006 052 996 A1 oder der DE 102 29 809 A1 bekannt.
Eine Verdrängerpumpe weist ein Pumpenpaket mit einem Rotor, einem Kurvenring und mehreren Arbeitsschiebern, z. B. Flügel oder Rollen, auf, wobei einzelne Arbeitskammern gebildet werden. Der Rotor ist an beiden Stirnseiten bzw. in axialer Richtung durch Steuerplatten begrenzt. Dabei kann auch auf einer Seite die Steuerplatte in einen Gehäusedeckel des Gehäuses integriert bzw. durch den Gehäusedeckel gebildet sein.
Auf beiden Stirnseiten des Rotors ist dieser durch Steuerplatten begrenzt, die jeweils einen ringförmigen Steg zwischen Versorgungsnieren für die Flügel oder Rollen und der Durchgangsbohrung für die Antriebswelle aufweisen. Aus Gründen der Dichtigkeit ist das erforderliche Spiel zwischen den Steuerplatten und den Stirnseiten des Rotors auf wenige µ begrenzt. Bei ungünstigen Betriebsbedingungen der Verdrängerpumpe, z. B. bei Kaltstart oder extremen Drehzahlgradienten, kann es jedoch bei einem zu kleinen Schmierspalt zwischen den ringförmigen Stegen der Steuerplatten und dem Rotor zu einem Abreißen des Schmierfilmes und als Folge davon zu einem stirnseitigen Verschleiß an dem Rotor kommen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Verdrängerpumpe der bekannten Art derart zu verbessern, dass es nicht zu einem Abreißen des Schmierfilmes kommt, beziehungsweise dass dieser ringförmige Steg besser mit Öl versorgt werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
Durch die in wenigstens eine im Bereich der Versorgungsniere angeordnete Öltasche, die wenigstens teilweise in den Steg ragt, wird für den ringförmigen Steg auf einfache Weise eine Art Öldepot und damit eine bessere Ölversorgung erreicht. Auf diese Weise wird ein Abreißen des Schmierfilmes und damit ein stirnseitiger Verschleiß vermieden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung von ein oder mehreren Öltaschen kann in Form von V-Nuten erfolgen. Die Öltaschen können bei einer Ausgestaltung von jeweils zwei sich in einer Steuerplatte gegenüberliegenden Versorgungsnieren jeweils in einer Versorgungsniere angeordnet sein.
Zur Vermeidung von scharfen Kanten und um einen guten Ölfluss zu erreichen kann vorgesehen sein, dass die Öltaschen, mit Übergangsradien zu den Versorgungsnieren versehen sind.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann darin bestehen, dass die deckelseitige Steuerplatte in den Deckel integriert ist, und dass Öltaschen in der deckelseitigen Steuerplatte angeordnet sind.
Selbstverständlich ist es im Rahmen der Erfindung jedoch auch möglich, dass die auf der gegenüberliegenden Seite des Rotors angeordnete Steuerplatte ebenfalls mit ein oder mehreren Öltaschen in der oder den Versorgungsnieren versehen ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann darin bestehen, dass die sich gegenüberliegenden Versorgungsnieren durch dazwischenliegende Drosselstellen miteinander verbunden sind.
Über die Drosselstellen kann weniger Öl abfließen, womit sich in der Versorgungsniere ein entsprechender Druck aufbaut. Auf diese Weise werden die Arbeitsschieber, z. B. die Flügel, stärker dahingehend unterstützt, dass sie radial nach außen in Richtung auf den Kurvenring geführt werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen und aus den nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel.
Es zeigt:
1 einen Längsschnitt durch eine Flügelzellenpumpe und
2 eine Draufsicht auf den Gehäusedeckel der Flügelzellenpumpe nach der 1.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Flügelzellenpumpe erläutert. Selbstverständlich ist die erfindungsgemäße Lösung jedoch auch für eine Rollenzellenpumpe geeignet.
Flügelzellenpumpen sind allgemein bekannt, wozu auf die eingangs erwähnten Schutzrechte verwiesen wird, weshalb nachfolgend nur auf die für die Erfindung wesentlichen Teile näher eingegangen wird.
Im Inneren eines Gehäuses 1 ist ein Pumpenpaket 2 mit einem Rotor 3, einen den Rotor umgebenden Kurvenring 4 und mehrere über den Umfang des Rotors 3 verteilt angeordnete Arbeitsschieber 5 eingesetzt. Zwischen dem Kurvenring 4 und dem Rotor 3 werden durch die Arbeitsschieber 5 unterteilte Arbeitskammern 6 gebildet. An beiden Stirnseiten des Rotors sind Steuerplatten 8 und 9 angeordnet. Die Steuerplatte 8 ist in einem Gehäusedeckel 7 integriert beziehungsweise stellt den Gehäusedeckel dar.
In der Steuerplatte 9 sind zwei sich gegenüberliegende Versorgungsnieren 10 vorgesehen. In gleicher Weise besitzt die Steuerplatte 8 als Gehäusedeckel 7 ebenfalls zwei Hinterflügelversorgungsnieren 11, die sich spiegelbildlich gegenüberliegen und jeweils nahezu einen Umfang von 180° umfassen (siehe 2).
Die beiden Hinterflügelversorgungsnieren 11 sind durch zwei sich gegenüberliegende bogenförmige Drosselstellen 12 in Form von Nuten oder Schlitzen miteinander verbunden.
In bekannter Weise weist die Verdrängerpumpe eine auf einer Antriebswelle 13 angeordnete Nabe 14 auf. Auf der Antriebswelle 13 ist der Rotor 3 angeordnet. Der Kurvenring 4 ist von einem Außenring 15, der in dem Gehäuse 1 angeordnet ist, umgeben. Das Gehäuse 1 ist weiterhin mit einem Saugstutzen 16 zur Einleitung des Druckmittels, im Allgemeinen Öl, und einem Ventilkolben 17 zur Steuerung des Öles versehen.
Wie aus der 2 ersichtlich ist, sind die beiden sich gegenüberliegenden Hinterflügelversorgungsnieren 11 jeweils mit einer Öltasche 18 in V-Form versehen. Jede Öltasche 18 ist mit Übergangsradien zur Hinterflügelversorgungsniere versehen. Die Öltaschen 18 ragen radial nach innen in einen ringförmigen Steg 19, der zwischen den Hinterflügelversorgungsnieren 11 und einer Durchgangsbohrung 20 für die Welle 13 liegt. Der ringförmige Steg 19 befindet sich auf beiden Seiten der dem Rotor 3 zugewandten Stirnseiten in den Steuerplatten 8 und 9. Zwischen den ringförmigen Stegen 19 in den Steuerplatten 8 und 9 und den Stirnseiten des Rotors 3 findet die Relativbewegung statt. Dieser Bereich ist entsprechend zur Vermeidung von Verschleiß und für eine gute Laufeigenschaft zu schmieren.
Durch die Ausbildung der beiden Öltaschen 18 werden Öldepots geschaffen, über die – je nach Ausgestaltung – ein oder beide ringförmige Stege 19 besser mit Öl versorgt werden können. Die in der 2 in dem Deckel 7 bzw. der Steuerplatte 8 in die Hinterflügelversorgungsnieren 11 eingeformten Öltaschen 18 können selbstverständlich in gleicher Weise auf der anderen Stirnseite des Rotors 3 in die Versorgungsnieren 10 der Steuerplatte 9 eingeformt werden, um eine gleichmäßige Ölversorgung für beide Stege 19 sicherzustellen.
Grundsätzlich ist es selbstverständlich auch möglich, dass die Öltaschen 18 in die beiden Stirnseiten des Rotors 3 im Bereich bzw. in Höhe der Versorgungsnieren 10, 11 eingeformt sind und damit durch das Öl in den Versorgungsnieren 10, 11 ein Öldepot zur Schmierung der Stege 19 bilden, aber aus wirtschaftlichen Gründen wird man die Öltaschen 18 im Allgemeinen in die Steuerplatten 8 und 9 einformen.
Um Leckageöl zu vermeiden und um den Wirkungsgrad nicht zu verschlechtern wird man im Allgemeinen die radiale Erstreckung der Öltaschen 18 nicht zu tief wählen beziehungsweise zu weit in den ringförmigen Steg 19 ragen lassen.
Die Öltaschen können in einfacher Weise bereits bei der Herstellung der Steuerplatte 8 oder 9 als Druckguss im Druckgusswerkzeug entsprechend eingeformt sein. Alternativ dazu ist es selbstverständlich auch möglich über eine nachträgliche Fräsbearbeitung die Öltaschen 18 in die Steuerplatte 8 und/oder 9 einzubringen.
Bei Ausbildung der Öltaschen 18 in V-Form kann auch jeweils der Nutgrund, der in den dazugehörigen Steg 19 ragt, ebenfalls mit einem Übergangsradius zur besseren Ölverteilung versehen sein. Die Tiefe der Öltasche 18 kann sich ungefähr bis zur Mitte der halben Stegbreite erstrecken.
Wie aus der 2 ersichtlich ist, liegen die beiden Öltaschen 18 jeweils ungefähr in der Mitte der Versorgungsniere 11, in die sie eingeformt sind.
Die Verdrängerpumpe kann als einhubige verstellbare Pumpe ausgebildet sein.
Bezugszeichenliste

1: Gehäuse
2: Pumpenpaket
3: Rotor
4: Kurvenring
5: Arbeitsschieber
6: Arbeitskammer
7: Gehäusedeckel
8: Steuerplatten
9: Steuerplatten
10: Versorgungsniere
11: Hinterflügelversorgungsniere
12: Drosselstelle
13: Antriebswelle
14: Nabe
15: Außenring
16: Saugstutzen
17: Ventilkolben
18: Öltasche
19: Steg
20: Durchgangsbohrung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19909963 B4 [0002]
DE 102006052996 A1 [0002]
DE 10229809 A1 [0002]

Claims

Verdrängerpumpe zum Fördern von Druckmittel zu einem Verbraucher, insbesondere einer Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge mit folgenden Merkmalen: – im Inneren eines Gehäuses, das axial auf einer Seite mit einem Deckel abgeschlossen ist, ist ein Pumpenpaket mit einem Rotor, einem Kurvenring und mehreren Arbeitsschiebern eingesetzt, – zwischen dem Kurvenring und dem Rotor sind durch die Arbeitsschieber unterteilte Arbeitskammern gebildet, welche in axialer Richtung durch Steuerplatten begrenzt sind, – in den zu dem Rotor gewandten Stirnseiten der Steuerplatten sind Versorgungsnieren zur Ölversorgung für die Arbeitsschieber und die Arbeitskammern eingeformt, – zwischen den Versorgungsnieren und einer Durchgangsbohrung für eine Antriebswelle befindet sich ein ringförmiger Steg, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: – wenigstens eine der Versorgungsnieren (11) von einer der Steuerplatten (8, 9) ist mit wenigstens einer Öltasche (18) versehen, – die wenigstens eine Öltasche (18) ist derart angeordnet, dass sie wenigstens teilweise in den Steg (19) ragt.
Verdrängerpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Öltasche (18) wenigstens annähernd in Form einer V-Nut ausgebildet ist.
Verdrängerpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Öltasche (18) mit Übergangsradien zu der Versorgungsniere (11) versehen ist.
Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die deckelseitige Steuerplatte (8) in den Deckel (7) integriert ist.
Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Steuerplatte (8) zwei sich radial gegenüberliegende Versorgungsnieren (10, 11), in denen Öltaschen (18) eingeformt sind, angeordnet sind.
Verdrängerpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die sich gegenüberliegenden Versorgungsnieren (10, 11) durch dazwischenliegende Drosselstellen (12) miteinander verbunden sind.
Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Öltasche (18) bei der Herstellung der Steuerplatte (8, 9) in das Gussteil eingeformt ist.
Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Öltasche (18) in die Steuerplatte (8) eingefräst ist.
Verdrängerpumpe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass Übergangsradien im Nutgrund der V-Nut, die in den Steg (19) ragt, eingebracht sind.
Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe der Öltasche (18), die in den Steg (19) ragt, wenigstens annähernd der halben Stegbreite entspricht.
Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Öltasche (18) wenigstens annähernd in der Mitte der Versorgungsniere (11) liegt.
Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie als einhubige Pumpe ausgebildet ist.
Verdrängerpumpe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie als einhubige verstellbare Pumpe ausgebildet ist.