DE112004000205B4

DE112004000205B4 - Hydraulikpumpe für ein Servolenksystem

Info

Publication number: DE112004000205B4
Application number: DE112004000205T
Authority: DE
Inventors: Martin Jordan
Original assignee: TRW Automotive GmbH
Current assignee: ZF Automotive Germany GmbH
Priority date: 2003-02-17
Filing date: 2004-02-17
Publication date: 2013-04-11
Anticipated expiration: 2024-02-18
Also published as: CN1751182A; WO2004072481A1; JP2006518018A; JP4783279B2; KR101141814B1; US20060051230A1; DE112004000205D2; US7488162B2; KR20050113180A; DE20302535U1

Abstract

Motor-Pumpen-Aggregat für ein Servolenksystem, mit einem Motor-Pumpen-Gehäuse und einer Außenzahnradpumpe (10) mit einem Gehäuse (12), wobei in einem Gehäuseabschnitt (46) des Motor-Pumpen-Gehäuses ein mit einem Hochdruckanschluss (32) der Pumpe (10) in Verbindung stehender Resonatorraum (48) gebildet ist, wobei die Pumpe (10) in den Resonatorraum (48) eingesetzt ist, wobei die Pumpe eine vorgefertigte Baueinheit ist, bei der die Stirnseiten des Gehäuses (12) durch einen Flansch (26) bzw. einen Deckel (30) verschlossen sind, wobei der Flansch (26) und der Deckel (30) durch wenigstens ein Halteteil gegeneinander verspannt sind, und wobei die Pumpe (10) im Resonatorraum (48) gegen einen Resonatordeckel (54) verspannt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Motor-Pumpen-Aggregat für ein Servolenksystem.
Die Pumpen solcher Motor-Pumpen-Aggregate sind in der Regel aus vielen Einzelteilen aufgebaut, so daß der Zusammenbau sehr aufwendig ist. Der Einbau der Pumpe in ein Motor-Pumpen-Aggregat einer Servolenkvorrichtung eines Kraftfahrzeugs erfolgt meist umständlich über Schrauben oder ähnliche Verbindungsmittel. Außerdem sind die einzelnen Bauteile der Pumpe unter Berücksichtigung der Druckdifferenz zwischen Innen- und Außenraum der Pumpe auszulegen.
Die JP 2001 003 872 A zeigt eine Pumpe mit einem Gehäuse, wobei die Pumpe eine vorgefertigte Baueinheit ist, bei der die Stirnseiten des Gehäuses durch ein Endteil und einen Deckel verschlossen sind. Das Endteil und der Deckel sind durch ein Halteteil in Form eines Federelements gegeneinander verspannt.
Aus der EP 0 987 439 A2 ist eine elektrische Pumpenvorrichtung bekannt, die zwischen eine Endplatte und eine Zwischenplatte eingefügt ist. Die beiden Platten sind durch mehrere Befestigungsbolzen miteinander verbunden.
In der US 4 505 655 A ist eine Flügelzellenpumpe mit einem Gehäusegrundkörper und einem daran angeschraubten Deckel gezeigt. In dem Gehäuse ist ein Pumpenrotor zwischen zwei Platten aufgenommen, von denen eine mittels einer Schraubenfeder gegen die andere gedrückt wird.
Eine Zahnradpumpe mit zwei seitlichen Gehäuseteilen, die als deckelartige Lagergehäuse ausgebildet sind, sind auch aus der EP 0 287 698 A1 bekannt. Die seitlichen Gehäuseteile werden durch Stifte und Schrauben in ihrer richtigen Lage zueinander gehalten bzw. aufeinandergepresst.
Es besteht der Bedarf nach einer einfach und kompakt aufgebauten Pumpe, deren Zusammenbau und Montage in ein Motor-Pumpen-Aggregat kostengünstig und unaufwendig möglich ist.
Hierfür sieht die Erfindung ein Motor-Pumpen-Aggregat mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vor. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die Pumpe eines erfindungsgemäßen Motor-Pumpen-Aggregats in einem fluidgefüllten Raum untergebracht werden kann, der entweder von der Pumpe selbst oder von einer anderen Einrichtung mit Druck beaufschlagt wird. Bei der Gestaltung der Einzelteile der Pumpe kann daher davon ausgegangen werden, daß der Druck das Zusammenhalten der Einzelteile untereinander sowie die Fixierung der Pumpe als Baueinheit unterstützt. Unter dieser Voraussetzung wird nur eine geringe Andrückkraft der Einzelteile benötigt, damit das Anlaufen der Pumpe gewährleistet wird. Diese Andrückkraft ist zur Abdichtung der Saug- und Druckbereiche der Pumpe erforderlich. Aufgrund der Außenbeaufschlagung des Gehäuses, des Flanschs und des Deckels der Pumpe liegt nur eine geringe oder gar keine Kraftdifferenzen zwischen dem Inneren der Pumpe und dem die Pumpe umgebenden Raum vor, so daß die Wandstärken der genannten Bauteile der Pumpe minimiert werden können. Die Ausbildung der Pumpe als vorgefertigte Baueinheit hat ferner den Vorteil, daß jede Pumpe vor der Auslieferung bzw. vor dem Einbau getestet werden kann, und daß sich der Einbau als Baueinheit im Vergleich zum Einbau zahlreicher separater Einzelteile wesentlich vereinfacht. Außerdem ist es beim Zusammenbau einer erfindungsgemäß ausgestalteten Pumpe nicht erforderlich, den Flansch und den Deckel einzeln mit dem Gehäuse zu verbinden. Das Halteteil sorgt dafür, daß sowohl der Flansch als auch der Deckel gegen das Gehäuse gepreßt werden, ohne daß dafür weitere Fixierungsmittel benötigt werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind mehrere Halteteile in Form von Schrauben vorgesehen, die sich vom Deckel bis zum Flansch erstrecken. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß auf herkömmliche, kostengünstige Bauteile zurückgegriffen werden kann.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist das Halteteil ein bügelförmiges Federelement. Die Verwendung eines solchen Federelements hat den Vorteil, daß bei der Montage keine Kontaminationsgefahr wie bei einer Verschraubung besteht. Die Höhe des Flanschs und des Deckels kann bei dieser Ausführungsform gering ausgelegt werden, da kein Gewinde gebildet und kein Schraubenkopf aufgenommen werden muß.
Vorzugsweise weist das Federelement einen mittleren, in einer Ausnehmung des Deckels oder Flanschs aufgenommenen Abschnitt und zwei den Flansch bzw. den Deckel hintergreifende Abschnitte auf. Ein solches Federelement ist einfach herzustellen und leicht zu montieren. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist das Federelement einen gewellten Abschnitt auf, der für eine Verspannung der Pumpe zwischen zwei gegenüberliegenden Bauteilen, z. B. zwischen einem Resonatorboden und einem Resonatordeckel eines Motor-Pumpen-Aggregats sorgen kann.
Für den Einsatz im erfindungsgemäßen Motor-Pumpen-Aggregat eignet sich insbesondere eine Pumpe, bei der im Gehäuse ein Zahnradsatz mit zwei kämmenden Zahnrädern untergebracht ist, die auf zwei Wellen angeordnet oder einstückig mit den Wellen ausgebildet sind, wobei die Wellen in zwei gegenüberliegenden Lagerbrillen gelagert sind und sich eine der Wellen stirnseitig aus dem Gehäuse heraus erstreckt.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den beigefügten Zeichnungen bevorzugter Ausführungsformen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine Explosionsansicht einer Pumpe eines erfindungsgemäßen Motor-Pumpen-Aggregats nach einer ersten Ausführungsform;
2a und 2b Schnittansichten der Pumpe aus 1 von verschiedenen Seiten.
3 eine Schnittansicht der Pumpe aus 1 im eingebauten Zustand; und
4 eine perspektivische Ansicht einer Pumpe eines erfindungsgemäßen Motor-Pumpen-Aggregats nach einer zweiten Ausführungsform.
Die in den 1 und 2 gezeigte Pumpe 10 ist eine sogenannte Außenzahnradpumpe mit einem zylinderähnlichen Gehäuse 12, das in 1 transparent dargestellt ist, um die darin befindlichen Bauteile sichtbar zu machen. Im Gehäuse 12 ist ein Zahnradsatz mit zwei kämmenden Zahnrädern 14, 16 untergebracht, die jeweils einstückig mit einer Welle 18 bzw. 20 ausgeführt sind. Die Wellen 18, 20 sind in zwei gegenüberliegenden Lagerbrillen 22, 24 gelagert, wobei sich eine der Wellen, die Antriebswelle 18, auf einer Stirnseite aus dem Gehäuse 12 herauserstreckt. Diese Seite des Gehäuses 12 ist durch einen Flansch 26 abgeschlossen, der eine Öffnung für die Antriebswelle 18 und einen Sauganschluß 28 aufweist. Die entgegengesetzte Stirnseite des Gehäuses 12 ist durch einen Deckel 30 geschlossen, in dem ein Druckanschluß 32 gebildet ist.
Flansch 26 und Deckel 30 können Stanz-, Sinter- oder Aluminiumdruckgussteile sein. Zwischen Gehäuse 12 und Flansch 26 bzw. Deckel 30 sind Dichtelemente 34 eingelegt. Zur korrekten Positionierung des Flanschs 26 und des Deckels 30 sind Zentrierstifte 36 und 38 am Flansch 26 bzw. am Gehäuse 12 vorgesehen, die in entsprechende Ausnehmungen im Gehäuse 12 bzw. im Deckel 30 eingreifen. Die Zentrierstifte 36 des Flanschs 26 erstrecken sich zu beiden Seiten des Flanschs 26.
Bei der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpe 10 werden die Bauteile der Pumpe 10, insbesondere das Gehäuse 12, der Flansch 26 und der Deckel 30 durch ein Halteteil in Form eines speziell geformten Federelements 40 zusammengehalten. Das elastisch verformbare Federelement 40 ist bügelartig ausgebildet mit einem mittleren gewellten Abschnitt 40a, an dessen Enden sich zwei rechtwinklig weggebogene Seitenabschnitte 40b anschließen, von denen sich wiederum rechtwinklig zwei kurze Halteabschnitte 40c erstrecken. Der gewellte Abschnitt 40a ist in einer Ausnehmung 42 des Deckels 30 aufgenommen, um ein seitliches Verrutschen des Federelements 40 zu verhindern. Die beiden Seitenabschnitte 40b liegen an der Umfangswand des Gehäuses 12 an, und die beiden Halteabschnitte 40c hintergreifen den Flansch 26, der zwei passende Ausnehmungen 44 für die Halteabschnitte 40c aufweist. Es ist aber auch möglich, daß das Federelement 40 andersherum angeordnet ist. In diesem Fall sind die Ausnehmungen im Deckel 30 und im Flansch 26 vertauscht.
Neben der Fixierung der einzelnen Pumpenbauteile kann die Zentrierung des Deckels 30 und/oder des Flanschs 26 zum Gehäuse 12 alleine durch das Federelement 40 erfolgen. In diesem Fall können die Zentrierstifte 36, 38 und die entsprechenden Ausnehmungen in den jeweiligen Bauteilen entfallen, was in 2b symbolisch angedeutet ist.
3 zeigt die Pumpe 10 eingebaut in ein Motor-Pumpen-Aggregat, das Bestandteil eines Servolenksystems eines Kraftfahrzeugs sein kann. In einem Gehäuseabschnitt 46 des Motor-Pumpen-Aggregats ist ein Resonatorraum 48 gebildet, in den die Pumpe 10 eingesetzt ist. Die am Flansch 26 vorgesehenen Zentrierstifte 36 greifen in entsprechende Ausnehmungen in der am Flansch 26 anliegenden Wandung 50 des Gehäuseabschnitts 46 ein. In dieser Wandung 50 ist ein Durchbruch 52 zu einem Motorraum vorgesehen, in den sich die Antriebswelle 18 hineinerstreckt, um eine Ankopplung der Antriebswelle 18 an die Motorwelle des Antriebsmotors (nicht gezeigt) zu ermöglichen. Außerdem verbindet der Durchbruch 52 den Sauganschluß 28 der Pumpe 10 mit dem als Hydraulikfluid-Reservoir dienenden Motorraum. Der Resonatorraum 48 ist durch einen mit dem Gehäuseabschnitt 46 verschraubten Resonatordeckel 54 verschlossen, der auf dem Deckel 30 der Pumpe 10 aufliegt. Der gewellte Abschnitt 40a des Federelements 40 drückt die Pumpe 10 gegen die dem Resonatordeckel 54 gegenüberliegende Wandung 50 und sorgt somit für eine Verspannung der Pumpe 10 im Resonatorraum 48. Das Federelement 40 dient also zur Aufbringung einer Dichtkraft für die Saug- und den Druckbereich der Pumpe 10 im Resonatorraum 48 sowie für die einzelnen Pumpenbauteile Deckel 26, Gehäuse 12 und Flansch 30. Der Resonatorraum 48 steht in direkter Verbindung mit dem Hochdruckanschluß 32 der Pumpe 10, so daß im Betrieb der Pumpe 10 eine Außenbeaufschlagung der Pumpe 10 vorliegt. Der entstehende Druck in dem die Pumpe 10 umgebenden Hydraulikfluid unterstützt dabei die Anpresskraft der Abdichtungen.
Die in 4 gezeigte Ausführungsform entspricht im Aufbau im wesentlichen der zuvor beschriebenen Ausführungsform. Die Zentrierung und Fixierung der Pumpenbauteile erfolgt hier jedoch nicht über ein Federelement, sondern über Schrauben 56, mit denen der Flansch 26 und der Deckel 30 gegeneinander verspannt sind. Um eine Verspannung der Pumpe 10 im eingebauten Zustand in einem Resonatorraum (siehe 3) zu ermöglichen, ist ein zusätzliches, in eine im Deckel gebildete Ausnehmung 42' eingelegtes Federelement (nicht gezeigt), z. B. in Form einer Spiralfeder, vorgesehen.

Claims

Motor-Pumpen-Aggregat für ein Servolenksystem, mit einem Motor-Pumpen-Gehäuse und einer Außenzahnradpumpe (10) mit einem Gehäuse (12), wobei in einem Gehäuseabschnitt (46) des Motor-Pumpen-Gehäuses ein mit einem Hochdruckanschluss (32) der Pumpe (10) in Verbindung stehender Resonatorraum (48) gebildet ist, wobei die Pumpe (10) in den Resonatorraum (48) eingesetzt ist, wobei die Pumpe eine vorgefertigte Baueinheit ist, bei der die Stirnseiten des Gehäuses (12) durch einen Flansch (26) bzw. einen Deckel (30) verschlossen sind, wobei der Flansch (26) und der Deckel (30) durch wenigstens ein Halteteil gegeneinander verspannt sind, und wobei die Pumpe (10) im Resonatorraum (48) gegen einen Resonatordeckel (54) verspannt ist.
Motor-Pumpen-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Halteteile in Form von Schrauben (56) vorgesehen sind, die sich vom Deckel (30) bis zum Flansch (26) erstrecken.
Motor-Pumpen-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil ein bügelförmiges Federelement (40) ist.
Motor-Pumpen-Aggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (40) einen mittleren, in einer Ausnehmung (42) des Deckels (30) oder des Flanschs (26) aufgenommenen Abschnitt (40a) und zwei den Flansch (26) bzw. den Deckel (30) hintergreifende Abschnitte (40c) aufweist.
Motor-Pumpen-Aggregat nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (40) einen gewellten Abschnitt (40a) aufweist.
Motor-Pumpen-Aggregat nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der gewellte Abschnitt (40a) der mittlere Abschnitt (40a) ist.
Motor-Pumpen-Aggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Zentrierstifte (36, 38) zur Positionierung des Flanschs (26) und des Deckels (30) bezüglich des Gehäuses (12) vorgesehen sind.
Motor-Pumpen-Aggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Flansch (26) Zentrierstifte (36) zur Positionierung der Pumpe (10) bezüglich eines am Flansch (26) anliegenden Bauteils vorgesehen sind.
Motor-Pumpen-Aggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (12) ein Zahnradsatz mit zwei kämmenden Zahnrädern (14, 16) untergebracht ist, die jeweils auf einer Welle (18, 20) angeordnet oder einstückig mit einer Welle (18, 20) ausgeführt sind, wobei die Wellen (18, 20) in zwei gegenüberliegenden Lagerbrillen (22, 24) gelagert sind und sich eine der Wellen stirnseitig aus dem Gehäuse (12) herauserstreckt.
Motor-Pumpen-Aggregat nach Anspruch 5 und Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der gewellte Abschnitt (40a) des Federelements (40) die Pumpe (10) gegen eine dem Resonatordeckel (54) gegenüberliegende Wandung (50) des Gehäuseabschnitts (46) drückt.