DE102014111133A1

DE102014111133A1 - Filterung für reversierbare Zahnradmaschine

Info

Publication number: DE102014111133A1
Application number: DE102014111133.8A
Authority: DE
Inventors: Stefan Häußler
Original assignee: Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-08-05
Filing date: 2014-08-05
Publication date: 2016-02-11

Abstract

Die Beschreibung umfasst eine reversierbare Pumpe 3 umfassend: eine erste Öffnung zum Ein- und Ausströmen von Fluid und eine zweite Öffnung zum Ein- und Ausströmen von Fluid, wobei an der ersten Öffnung ein erstes und ein zweites Ventil 1, 2 und an der zweiten Öffnung ein drittes und ein viertes Ventil 4, 5 angeordnet ist, wobei das Fluid durch das erste und/oder das dritte Ventil 1, 5 in die Pumpe 3 einströmen kann und/oder wobei das Fluid durch das zweite und/oder vierte Ventil 2, 4 aus der Pumpe 3 ausströmen kann.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine reversierbare Pumpe und ein Lenksystem mit einer reversierbaren Pumpe.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Im Stand der Technik sind reversierbare Zahnradpumpen, beispielsweise Außenzahnradpumpen, Innensicherzahnradpumpen und Gerotorpumpen bekannt. Reversierbare Pumpen erlauben eine Fluidstromrichtungsumkehr an ihren Eingängen/Ausgängen/Öffnungen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Das Fluid innerhalb eines Fluidkreislaufs kann durch Abrieb der mechanischen Teile, durch Schmutz und/oder Späne Verschmutzungen aufweisen. Verschmutzungen des Fluids können sich auch durch Reparaturen ergeben. Es ist auch möglich, dass das Fluid bereits vor Inbetriebnahme mit Schmutzpartikel verunreinigt ist. In diesem Fall wird in den Tank das bereits verschmutzte Fluid eingefüllt. Diese gesamten Verschmutzungen bzw. Fremdkörper können das Triebwerk einer Zahnradpumpe, insbesondere die Zahnräder, die Lagerbrillen und/oder das Gehäuse, beschädigen, wodurch der Wirkungsgrad der Zahnradpumpe verringert wird. Durch Fremdkörper kann die Zahnradpumpe in einem worst-case zum Blockieren gebracht werden. Ist die Zahnradpumpe Teil eines Lenksystems, kann die Lenkunterstützung ausfallen. Ein Herausfiltern der Fremdkörper ist allerdings schwierig, da Filter an den Öffnungen der betreffenden reversierbaren Pumpe in beide Richtungen durchflossen werden und daher durch das Fluid ausgewaschen werden.
Eine Aufgabe ist daher, eine reversierbare Zahnradpumpe zur Verfügung zu stellen, die die Anordnung eines Filters ermöglicht, wobei das Filter durch einen normalen Betrieb nicht geleert werden kann. Eine Filterung des Fluids wird dadurch ermöglicht.
Als erste Ausführungsform der Erfindung wird eine reversierbare Pumpe zur Verfügung gestellt, umfassend: eine erste Öffnung zum Ein- und Ausströmen von Fluid und eine zweite Öffnung zum Ein- und Ausströmen von Fluid, wobei an der ersten Öffnung ein erstes und ein zweites Ventil und an der zweiten Öffnung ein drittes und ein viertes Ventil angeordnet ist, wobei das Fluid durch das erste und/oder das dritte Ventil in die Pumpe einströmen kann und/oder wobei das Fluid durch das zweite und/oder das vierte Ventil aus der Pumpe ausströmen kann.
Durch die Aufspaltung der Fluidstromrichtungen an den Eingängen der reversierbaren Pumpe kann verhindert werden, dass die Filter bei einer Fluidstromrichtungsumkehr ausgewaschen werden und damit der aufgefangene Schmutz und Abrieb wieder zurück in das Fluid geschwemmt wird. Hierdurch werden Beschädigungen der Pumpe und der übrigen Hydraulikkomponenten durch im Fluid aufgelösten Abrieb und Fremdkörper vermieden und die Lebensdauer der Pumpe und der Hydraulikkomponenten deutlich erhöht.
Als zweite Ausführungsform der Erfindung wird ein Lenksystem für ein Fahrzeug zur Verfügung gestellt, umfassend eine Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
Durch den Einsatz einer erfindungsgemäßen Pumpe in einem elektrohydraulischen Servolenksystem kann ein Ausfall der Lenkunterstützung durch Schmutz und/oder Abrieb innerhalb der Pumpe bzw. innerhalb des Fluidkreislaufs vermieden werden.
Beispielhafte Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird eine Pumpe zur Verfügung gestellt, wobei das Fluid ausschließlich durch das erste und/oder das dritte Ventil in die Pumpe einströmen kann und/oder wobei das Fluid ausschließlich durch das zweite und/oder das vierte Ventil aus der Pumpe ausströmen kann.
Hierdurch kann ein Auswaschen des Filterkuchens aus einem Filter und damit ein Zurückspeisen von Schmutz und Abrieb in das Fluid verhindert werden, wodurch die Hydraulikkomponenten geschützt werden.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird eine Pumpe zur Verfügung gestellt, wobei das erste und das dritte Ventil ein Nachsaugventil ist und/oder wobei das zweite und das vierte Ventil ein Rückschlagventil ist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Pumpe zur Verfügung gestellt, wobei die Pumpe eine Zahnradpumpe, eine Außenzahnradpumpe, eine Innensicherzahnradpumpe oder eine Gerotorpumpe ist.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird eine Pumpe zur Verfügung gestellt, wobei die Pumpe einen ersten und/oder einen zweiten Filter zum Filtern von Abrieb und/oder Schmutz aus dem Fluid aufweist, wobei der erste Filter vor dem ersten Ventil und/oder das zweite Filter vor dem dritten Ventil angeordnet ist.
Durch eine Anordnung von Filtern vor den Ventilen für das in die Pumpe einströmende Fluid kann eine Sicherung der Pumpe vor Ausfall aufgrund von Schmutzpartikeln sichergestellt werden.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird eine Pumpe zur Verfügung gestellt, wobei die Pumpe einen dritten und/oder einen vierten Filter zum Filtern von Abrieb und/oder Schmutz aus dem Fluid aufweist, wobei der dritte Filter vor dem zweiten Ventil und/oder der vierte Filter vor dem vierten Ventil angeordnet ist.
Durch die Anordnung von Filtern zur Filterung des aus der Pumpe ausströmenden Fluids, kann eine Filterung des Fluids sichergestellt werden, ohne dass Nachsauggeräusche entstehen, wie dies bei einer Anordnung zur Filterung des einströmenden Fluids der Fall wäre.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird eine Pumpe zur Verfügung gestellt, wobei die Pumpe einen ersten und/oder einen zweiten Filter und einen dritten und/oder einen vierten Filter zum Filtern von Abrieb und/oder Schmutz aus dem Fluid aufweist, wobei der erste Filter vor dem ersten Ventil und/oder das zweite Filter vor dem dritten Ventil und der dritte Filter vor dem zweiten Ventil und/oder der vierte Filter vor dem vierten Ventil angeordnet ist.
Wird sowohl das ein- als auch das ausströmende Fluid gefiltert, so wird ein optimaler Schutz der Pumpe und der restlichen Hydraulikkomponenten des Fluidkreislaufs sichergestellt.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird eine Pumpe zur Verfügung gestellt, wobei das erste und das dritte Ventil direkt in den Fluidtank führen.
Durch die Anordnung der Ventile in direkter Nachbarschaft zum Fluidtank, beispielsweise einem Öltank, bzw. anschließend an den Fluidtank oder hineinragend in den Fluidtank kann sichergestellt werden, dass Schmutz und/oder Abrieb in dem Tank verbleiben und nicht in den Kreislauf gelangen.
Als eine Idee der Erfindung kann angesehen werden, definierte Fluidstromrichtungen einer reversierbaren Zahnradpumpe herzustellen. Bei einer Verwendung von Filtern zur Reinigung des Fluids kann somit gewährleistet werden, dass eine selbsttätige Reinigung der Filter, die den aufgefangenen Abrieb und Schmutz wieder in das strömende Fluid zurückverteilt, verhindert wird.
Die einzelnen Merkmale können selbstverständlich auch untereinander kombiniert werden, wodurch sich zum Teil auch vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele deutlich. Es zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Zahnradpumpe im Querschnitt als erste erfindungsgemäße Ausführungsform mit einer Filterung des in die Pumpe einströmenden Fluids,
2 eine Darstellung der Strömungsrichtungen eines Fluids innerhalb der Zahnradpumpe vom Tank zur Druckseite A,
3 eine Darstellung der Strömungsrichtungen eines Fluids innerhalb der Zahnradpumpe vom Tank zur Druckseite B,
4 eine Darstellung einer Zahnradpumpe mit einem angebauten Ölbehälter,
5 eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform mit einer Filterung des aus der Pumpe ausströmenden Fluids,
6 eine dritte erfindungsgemäße Ausführungsform mit einer Filterung sowohl des ein- als auch des ausströmenden Fluids und
7 eine schematische Darstellung eines Fluidkreislaufs.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER
AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 zeigt einen Querschnitt einer Außenzahnradpumpe 3 mit zwei Zahnrädern 10, 11, wobei die Zuleitungen bzw. Ableitungen als Weggabelung ausgebildet sind. Zum Druckraum A und B sind jeweils ein Rückschlagventil 2, 4 und ein Nachsaugventil 1, 5 angeordnet. Hierdurch kann eine definierte Strömungsrichtung des Fluids, beispielsweise ein Hydrauliköl, festgelegt werden. Hierdurch wird sichergestellt, dass das Fluid in den Druckraum A ausschließlich über das Ventil 2 ausströmen kann und dass das Fluid vom Druckraum A ausschließlich über das Ventil 1 in die Zahnradpumpe fließen kann. Analog wird erfindungsgemäß gewährleistet, dass das Fluid in den Druckraum B von der Zahnradpumpe 3 ausschließlich über das Ventil 4 fließen kann und dass das Fluid vom Druckraum B in die Zahnradpumpe 3 ausschließlich über das Ventil 5 strömen kann. Es kann daher sichergestellt werden, dass die Strömungsrichtungen in oder aus der Zahnradpumpe 3 stets dieselbe Richtung aufweisen. Es kann daher an den Ventilen 1, 5 ein Filter zur Filterung eines in die Zahnradpumpe 3 einfließenden Fluids bzw. Hydrauliköls angeordnet werden. Das entsprechende Filter wird dabei in einem weiteren Betriebszustand nicht wieder dadurch „gereinigt“, dass die Fluidstromrichtung sich umkehrt. Es kann daher durch entsprechende Filter eine Reinigung des Fluids sichergestellt werden.
2 zeigt denselben Querschnitt der Zahnradpumpe 3 mit einer ersten Fluidstromrichtung 6, 7. Durch das Nachsaugventil 5 wird das Fluid in die Zahnradpumpe 3 eingepresst und verlässt über das Rückschlagventil 2 wieder die Zahnradpumpe 3.
3 zeigt denselben Querschnitt der Zahnradpumpe 3 mit einer zweiten Fluidstromrichtung 8, 9, wobei das Fluid über das Nachsaugventil 1 in die Zahnradpumpe 3 gelangt und über das Rückschlagventil 4 wieder die Zahnradpumpe 3 verlässt.
Anhand der Fluidströme der 2 und 3 wird dargestellt, dass das Einströmen und Ausströmen des Fluids über unterschiedliche Ventile 1, 2, 4, 5 erfolgt und daher Wege bestehen, die nur unidirektional genutzt werden. Es kann daher beispielsweise vor das Ventil 1 und/oder 5 ein Filter angeordnet werden, wobei erfindungsgemäß gewährleistet wird, dass über diese Ventile das Fluid ausschließlich in die Zahnradpumpe 3 fließt und daher das entsprechende Filter nicht durch ein entgegenströmendes Fluid „sauber“ gewaschen wird und daher der aufgefangene Schmutz und Abrieb nicht wieder in das Fluid zurückgelangen kann.
4 zeigt eine Zahnradpumpe im Längsschnitt mit einer Druckseite A und einer Druckseite B und den Nachsaugventilen 5, 8, wobei die Ventile 5, 8 in den Öltank 12 hineinragen. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass Schmutz innerhalb des Öltanks 12 nicht in den Fluidkreislauf gelangen kann. Vorteilhafterweise wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Fluid gefiltert, bevor es in den Fluidkreislauf gelangen kann. Es kann davon ausgegangen werden, dass insbesondere das in den Tank eingefüllte Fluid verschmutzt ist.
5 zeigt eine zweite Ausführungsform mit einer Filterung des aus der Pumpe 3 ausströmenden Fluids durch Filter 17, 18. Hierdurch können vorteilhafterweise Sauggeräusche verringert werden, die sich ergeben, falls das einströmende Fluid gefiltert wird.
6 zeigt eine umfassende, allseitige Filterung des ein- und ausströmenden Fluids durch Filter 13, 14, 17 und 18.
7 zeigt eine schematische Darstellung eines Fluidkreislaufs des Stands der Technik. Die Leckströme 20 müssen durch hinzugefügtes Fluid kompensiert werden. Hierzu sind Leitungen 21 angeordnet, über die aus dem Tank 12 Fluid entnommen werden kann. In die Leitungen 21 müssen außerdem Rückschlagventile 22 angeordnet werden, um ein Entweichen von Fluid aus dem Kreislauf zu vermeiden. Die Anordnung von Leitungen kann durch die erfindungsgemäße Ausführung der 4 vermieden werden, da auch bereits notwendige Ventile 5, 8 angeordnet sind. Hierdurch ergibt sich eine kostengünstige Ausführungsform.
Es sei angemerkt, dass der Begriff „umfassen“ weitere Elemente oder Verfahrensschritte nicht ausschließt, ebenso wie der Begriff „ein“ und „eine“ mehrere Elemente und Schritte nicht ausschließt.
Die verwendeten Bezugszeichen dienen lediglich zur Erhöhung der Verständlichkeit und sollen keinesfalls als einschränkend betrachtet werden, wobei der Schutzbereich der Erfindung durch die Ansprüche wiedergegeben wird.
Bezugszeichenliste

1: Nachsaugventil
2: Rückschlagventil
3: Zahnradpumpe
4: Rückschlagventil
5: Nachsaugventil
6: Fluidrichtung
7: Fluidrichtung
8: Fluidrichtung
9: Fluidrichtung
10: Zahnrad
11: Zahnrad
12: Ölbehälter/Tank
13: Filter
14: Filter
15: Öffnung Seite A
16: Öffnung Seite B
17: Filter
18: Filter
19: Zylinder
20: Leckströme
21: Fluidleitungen
22: Rückschlagventil

Claims

Reversierbare Pumpe (3) umfassend: eine erste Öffnung zum Ein- und Ausströmen von Fluid und eine zweite Öffnung zum Ein- und Ausströmen von Fluid, dadurch gekennzeichnet, dass an der ersten Öffnung ein erstes und ein zweites Ventil (1, 2) und an der zweiten Öffnung ein drittes und ein viertes Ventil (4, 5) angeordnet ist, wobei das Fluid durch das erste und/oder das dritte Ventil (1, 5) in die Pumpe (3) einströmen kann und/oder wobei das Fluid durch das zweite und/oder das vierte Ventil (2, 4) aus der Pumpe (3) ausströmen kann.
Pumpe (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid ausschließlich durch das erste und/oder das dritte Ventil (1, 5) in die Pumpe (3) einströmen kann und/oder wobei das Fluid ausschließlich durch das zweite und/oder das vierte Ventil (2, 4) aus der Pumpe (3) ausströmen kann
Pumpe (3) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das dritte Ventil (1, 5) ein Nachsaugventil ist und/oder wobei das zweite und das vierte Ventil (2, 4) ein Rückschlagventil ist.
Pumpe (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (3) eine Zahnradpumpe, eine Außenzahnradpumpe, eine Innensicherzahnradpumpe oder eine Gerotorpumpe ist.
Pumpe (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (3) einen ersten und/oder einen zweiten Filter (13, 14) zum Filtern von Abrieb und/oder Schmutz aus dem Fluid aufweist, wobei der erste Filter (13) vor dem ersten Ventil (1) und/oder das zweite Filter (14) vor dem dritten Ventil (5) angeordnet ist.
Pumpe (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (3) einen dritten und/oder einen vierten Filter (17, 18) zum Filtern von Abrieb und/oder Schmutz aus dem Fluid aufweist, wobei der dritte Filter (17) vor dem zweiten Ventil (2) und/oder der vierte Filter (18) vor dem vierten Ventil (4) angeordnet ist.
Pumpe (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (3) einen ersten und/oder einen zweiten Filter (13, 14) und einen dritten und/oder einen vierten Filter (17, 18) zum Filtern von Abrieb und/oder Schmutz aus dem Fluid aufweist, wobei der erste Filter (13) vor dem ersten Ventil (1) und/oder das zweite Filter (14) vor dem dritten Ventil (5) und der dritte Filter (17) vor dem zweiten Ventil (2) und/oder der vierte Filter (18) vor dem vierten Ventil (4) angeordnet ist.
Pumpe (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das dritte Ventil (1, 5) direkt in den Fluidtank (12) führen.
Lenksystem für ein Fahrzeug umfassend eine Pumpe (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.