DE19513079B9

DE19513079B9 - Flügelzellenpumpe mit Stromregelventil

Info

Publication number: DE19513079B9
Application number: DE1995113079
Authority: DE
Inventors: Roland Rieber
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1995-04-07
Filing date: 1995-04-07
Publication date: 2004-09-09
Anticipated expiration: 2015-04-08
Also published as: DE19513079A1; DE19513079C2

Abstract

Flügelzellenpumpe, insbesondere für Hilfskraftlenkungen, mit folgenden Merkmalen:
– die Pumpe weist eine Saug- und eine Druckzone auf;
– die Druckzone steht mit einer Druckkammer (4) in Verbindung, die an ein Stromregelventil (5) anschließt;
– das Stromregelventil (5) hat einen in einer Bohrung (6) verschiebbaren Kolben (7), der mit einer Stirnfläche (8) die Druckkammer (4) in Abhängigkeit von der Antriebsdrehzahl an einen zur Saugzone führenden Abspritzkanal (17) anschließen kann;
– über die den Abspritzkanal (17) öffnende Stirnfläche (8) des Kolbens (7) fließt hierbei ein Hauptstrom, während über eine Ringnut (21) des Kolbens ein Teilstrom in den Abspritzkanal (17) abgeleitet wird, in welchem sich die beiden Ströme vereinigen und wieder zur Saugzone gelangen,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
– der Abspritzkanal (17) hat nach Durchdringen der Bohrung (6) des Kolbens (7) eine Ansenkung (22) und
– über die Ansenkung (22) entsteht durch die Ringnut ein Richtstrahl,...

Description

Die Erfindung betrifft eine Flügelzellenpumpe, insbesondere für Hilfskraftlenkungen. Die Flügelzellenpumpe weist eine Saug- und eine Druckzone auf, wobei die Druckzone mit einer Druckkammer in Verbindung steht. Das Stromregelventil hat einen Kolben, der mit einer Stirnfläche die Druckkammer in Abhängigkeit von der Antriebsdrehzahl an einen zur Saugzone führenden Abspritzkanal anschließen kann. Über die den Abspritzkanal öffnende Stirnfläche des Kolbens fließt hierbei ein Hauptstrom, während über eine Ringnut des Kolbens ein Teilstrom in den Abspritzkanal abgeleitet wird. In dem Abspritzkanal vereinigen sich die beiden Ströme, die wieder zur Saugzone gelangen.

Eine Flügelzellenpumpe der angeführten Bauart ist bereits aus der DE 35 06 458 A1 bekannt. Die dort beschriebene Pumpe zeigt ein koaxial zur Antriebswelle angeordnetes Stromregelventil. Das Stromregelventil hat die Aufgabe, ab einer bestimmten Pumpendrehzahl von zum Beispiel 1 000 min^-1 einen steigenden Anteil der Fördermenge zur Pumpeneinlaßseite abzuregeln. Ein verbleibender Reststrom fließt als Nutzstrom einem Verbraucher, zum Beispiel einer Hilfskraftlenkung, zu. Man erhält auf diese Weise einen nahezu waagerechten Verlauf der Nutzstromkennlinie. Das Stromregelventil besteht aus einem Kolben, dessen eine Stirnfläche einer Druckkammer zugewandt ist, während auf die entgegengesetzte Stirnfläche eine Feder sowie über eine Dämpfungsbohrung ein vom Nutzstrom erzeugter Auslaßdruck wirkt. Das Stromregelventil wirkt in bekannter weise als Druckwaage. Das von den Flügeln der Pumpe verdrängte Drucköl strömt in die Druckkammer und von dort über eine Bohrung zur Hilfskraftlenkung. Mit zunehmender Drehzahl wird durch einen Differenzdruck auf die der Druckkammer zugewandten Stirnfläche der Kolben des Stromteilventils aufgesteuert. Dabei öffnet die Stirnfläche einen zur Saugseite führenden Abspritzkanal mehr oder weniger. Das unter hohem Druck abspritzende Öl erzeugt einen Strahl, der mit hoher Energie auf die Wand des Abspritzkanals auftrifft. Da das Pumpengehäuse in der Regelaus Druckguß besteht, können im Bereich der Auftreffzone des Abspritzstrahles Schäden durch Auswaschungen (Erosion) entstehen. Man hat daher nach der EP 0 125 328 A1 bereits vorgeschlagen, den Abspritzkanal mit einem Einsatz aus erosionsbeständigem Material, zum Beispiel Messing oder Stahl, auszukleiden. Eine solche Verbesserung erfordert aber zusätzliche Herstellungs- und Einbaukosten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Flügelzellenpumpe so auszubilden, daß sich die Gefahr von Erosionsschäden durch den Abregelstrahl im Abspritzkanal vermeiden läßt.

Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches gelöst. Nach der Erfindung weist der Abspritzkanal nach Durchdringung der Bohrung des Kolbens eine Ansenkung auf. Die Ansenkung steht mit einer Ringnut des Kolbens in Verbindung, die so schmal bemessen ist, daß ein Richtstrahl entsteht, der den abgeregelten Hauptstrom vor dem Aufprall auf die Wandung des Abspritzkanals ablenkt. Der Hauptstrom erhält daher über einen breiten Abspritzbereich an der an der Stirnfläche gebildeten Steuerkante eine zum Abspritzkanal im wesentlichen parallele Richtung, so daß Auswaschungen vermieden werden. Die Abspritzenergie bleibt daher für eine gute Aufladung der Pumpe auf der Saugseite erhalten. Durch die bessere Aufladung lassen sich außerdem Pumpengeräusche verringern.

Die bekannte Flügelzellenpumpe nach der eingangs beschriebenen DE 35 06 458 A1 hat zwar im Kolben eine Ringnut, über die ein Teilstrom geführt ist, jedoch hat diese Ringnut wegen ihres großen Querschnitts keinen Einfluß auf die Strömungsverhältnisse im Abspritzkanal.

Ein Ausführungsbeispiel ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert, die einen vereinfachten Förderkreis einer Flügelzellenpumpe darstellt.
Eine doppelhubige Flügelzellenpumpe 1 mit mehreren in einem Rotor 2 durch die Kurvenbahn eines Kurvenringes 9 radial verschiebbaren Flügeln 3 ist mit ihrer Druckzone an einen Druckraum 4 eines Stromregelventils 5 angeschlossen. Dieses Stromregelventil 5 besteht aus einem in einer Bohrung 6 verschiebbaren Kolben 7, dessen eine Stirnfläche 8 der Druckkammer 4 zugewandt ist. Auf eine andere Stirnfläche 10 drückt eine Feder 11. Außerdem begrenzt die Stirnfläche 10 eine weitere Druckkammer 12. Diese Druckkammer 12 steht über eine Dämpfungsdrossel 13 mit einem zu einem Verbraucher 14, beispielsweise einer Hilfskraftlenkung, führenden Auslaßanschluß 15 in Verbindung. In dem Auslaßanschluß 15 befindet sich eine Meßdrossel 16. Das Stromregelventil 5 wirkt in bekannter Weise als Druckwaage. Das von den Arbeitsschiebern 3 verdrängte Öl strömt in die Druckkammer 4 und als Nutzstrom über den Auslaßanschluß 15 zum Verbraucher. Mit steigender Drehzahl der Pumpe nimmt infolge der Meßdrossel 16 der Differenzdruck auf die Stirnfläche 8 zu, der den Kolben 7 gegen die Kraft der Feder 11 und gegen die Kraft des im Auslaßanschluß 15 herrschenden Verbraucherdruckes nach links aufsteuert. Ein Teilstrom gelangt somit über einen Abspritzkanal 17 zur Saugseite der Pumpe 1 zurück. In den Abspritzkanal 17 mündet außerdem ein Saugkanal 18, der mit einem Behälter 20 in Verbindung steht. Soweit ist die Fügelzellenpumpe bekannt.
Nach der Erfindung hat der Kolben 7 eine schmale Ringnut 21, die im Bereich des Abspritzkanals 17 und einer zum Abspritzkanal gehörenden Ansenkung 22 liegt. Befindet sich der Kolben 7 in einer gezeichneten Abregelstellung, so teilt sich der Abregelstrom an der Stirnfläche 8 in zwei Ströme auf. Ein Stromteil fließt über die Ansenkung 22 und die schmale Ringnut 21 beidseitig in den Abspritzkanal 17 und der andere Stromteil gelangt unmittelbar in den Abspritzkanal 17. Durch die nur teilweise Öffnung des Abspritzkanals 17 erhält der in der Nähe des Saugkanals 18 eingeleitete Stromteil eine zu einer Wand 17A gelenkte Abströmrichtung. Diese Abströmrichtung wird jedoch durch einen gebündelten Teilstrahl abgelenkt, der über die schmale Ringnut 21 erzeugt wird und am Umfang beidseitig in den Abspritzkanal 17 eintritt. Die Strömungsenergie des Teilstrahls sorgt also dafür, daß der direkt abspritzende Strahl zur Mitte des Abspritzkanals 17 abgedrängt wird. Auf diese Weise vermeidet man einen unter hoher Abspritzgeschwindigkeit auf die Wand 17A auftreffenden Strahl, der dort Auswaschungen im Druckgußgehäuse hervorrufen könnte. Der axial zum Abspritzkanal 17 gerichtete Strahl hat den weiteren Vorteil, daß sich die Injektorwirkung verbessern läßt, d. h. über den Saugkanal 18 vom Behälter herangeführtes Öl wird durch diesen Strahl unter geringem Energieverlust mitgerissen. Durch die gleichzeitige Strömung über die Ansenkung 22 ist der Kolben 7 in radialer Richtung hydraulisch ausgeglichen.

1: Flügelzellenpumpe
2: Rotor
3: Flügel
4: Druckkammer
5: Stromregelventil
6: Bohrung
7: Kolben von 5
8: Stirnfläche
9: Kurvenring
10: Stirnfläche
11: Feder
12: Druckkammer
13: Dämpfungsdrossel
14: Verbraucher
15: Auslaßanschluß
16: Meßdrossel
17: Abspritzkanal
17A: Wand
18: Saugkanal
19
20: Behälter
21: Ringnut
22: Ansenkung

Claims

Flügelzellenpumpe, insbesondere für Hilfskraftlenkungen, mit folgenden Merkmalen: – die Pumpe weist eine Saug- und eine Druckzone auf; – die Druckzone steht mit einer Druckkammer (4) in Verbindung, die an ein Stromregelventil (5) anschließt; – das Stromregelventil (5) hat einen in einer Bohrung (6) verschiebbaren Kolben (7), der mit einer Stirnfläche (8) die Druckkammer (4) in Abhängigkeit von der Antriebsdrehzahl an einen zur Saugzone führenden Abspritzkanal (17) anschließen kann; – über die den Abspritzkanal (17) öffnende Stirnfläche (8) des Kolbens (7) fließt hierbei ein Hauptstrom, während über eine Ringnut (21) des Kolbens ein Teilstrom in den Abspritzkanal (17) abgeleitet wird, in welchem sich die beiden Ströme vereinigen und wieder zur Saugzone gelangen, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: – der Abspritzkanal (17) hat nach Durchdringen der Bohrung (6) des Kolbens (7) eine Ansenkung (22) und – über die Ansenkung (22) entsteht durch die Ringnut ein Richtstrahl, der den Hauptstrom vor dem Aufprall auf die Wandung (17A) des Abspritzkanals (17) zur Kanalmitte ablenkt.