DE19528451C2

DE19528451C2 - Throttle device for positive displacement pumps

Info

Publication number: DE19528451C2
Application number: DE1995128451
Authority: DE
Inventors: Juergen Huebner
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1995-08-03
Filing date: 1995-08-03
Publication date: 2003-05-28
Anticipated expiration: 2015-08-04
Also published as: DE19528451A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Drosseleinrichtung für Verdrängerpumpen, insbesondere Flügelzellenpumpen, die ei nen Druckraum aufweisen, der über eine Drosseleinrichtung mit einer Auslaßbohrung in Verbindung steht. Im Pumpenge häuse befinden sich außerdem eine Gehäusebohrung mit einem Stromregelkolben, dessen vordere Stirnfläche in den Druck raum hineinragt. Eine hintere Stirnfläche des Stromregel kolbens ragt in eine Kammer, die stromabwärts der Drossel einrichtung den Auslaßdruck enthält. Der Stromregelkolben gibt in Abhängigkeit des auf die beiden Stirnflächen wir kenden Differenzdruckes eine Verbindung zu einem Einlaßka nal frei.The invention relates to a throttle device for Displacement pumps, in particular vane pumps, the egg NEN pressure chamber have a throttle device communicates with an outlet bore. In the pump area There is also a housing bore with a Flow control piston, its front face in the pressure space protrudes. A rear face of the current rule piston protrudes into a chamber downstream of the throttle device contains the outlet pressure. The flow control piston there depending on the two end faces we kenden differential pressure connects to an inlet ka nal free.

Zur Druckölversorgung von Hilfskraftlenkungen setzt man häufig Flügelzellenpumpen ein. Damit der Förderstrom nicht mit der Antriebsdrehzahl des Fahrzeugmotors linear ansteigt, versieht man diese Pumpen mit einem Stromregel ventil. Ein solches Stromregelventil läßt den Förderstrom beispielsweise bis zu einer Drehzahl von n = 1 200 U/min ansteigen und regelt dann bei weiterem Anstieg der Drehzahl den Förderstrom kontinuierlich ab, so daß sich eine fallen de Förderstromkennlinie ergibt. Auf diese Weise läßt sich mit der Hilfskraftlenkung bei höheren Fahrgeschwindigkeiten ein besseres Lenkverhalten erzielen, das heißt, die hydrau lische Kraftunterstützung wird reduziert, so daß sich ein besseres Lenkgefühl einstellt.For the supply of pressurized oil to power steering systems one often uses vane pumps. So that the flow not linear with the drive speed of the vehicle engine increases, these pumps are provided with a current control Valve. Such a flow control valve leaves the flow for example up to a speed of n = 1,200 rpm increase and then regulates when the speed increases further the flow rate continuously, so that one fall de Flow characteristic curve results. This way with power steering at higher speeds achieve better steering behavior, that is, the hydrau Power support is reduced, so that a better steering feel.

Aus der DE 41 01 210 A1 ist bereits eine derartige Drosseleinrichtung bekannt. Hier ist der gegen Federkraft verstellbare Kolben mit einer steuerbaren Öffnung versehen, durch die der Zulauf-Querschnitt veränderbar ist. Der mit der Pumpendrehzahl steigende Differenzdruck an der steuer baren Öffnung verändert die axiale Stellung des Kolbens derart, daß sich der Strömungsquerschnitt verkleinert. Grö ße und Position der Öffnung bestimmen hier die Förderstrom kennlinie.One such is already known from DE 41 01 210 A1 Throttle device known. Here's the one against spring force adjustable pistons with a controllable opening, through which the inlet cross-section can be changed. The one with the pump speed increasing differential pressure at the tax opening changes the axial position of the piston such that the flow cross-section is reduced. Groe The flow and position of the opening determine the flow rate curve.

Die bekannte Druckregelung wirkt drehzahlabhängig und wird für einen bestimmten Druck festgelegt. Der Kennlinien verlauf kann zwar durch die Lage und Größe der Radialboh rungen variieren, die Aufspreizung unter Druck läßt sich jedoch nicht ganz vermeiden.The known pressure control is speed-dependent and is set for a specific pressure. The characteristic curves can run through the location and size of the radial boring stations vary, the spreading under pressure can but do not avoid it entirely.

Aufgabe der Erfindung ist es, mit Hilfe einer Förder stromregelung die starke Aufspreizung der Kennlinie unter Druck zu vermeiden. Ziel dieser Regelung ist eine weitge hend waagerecht verlaufende Kennlinie bei verschiedenen Drücken über dem gesamten Drehzahlbereich. Diese Aufgabe ist nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Drosselein richtung aus einer in die Auslaßbohrung fest eingesetzten Büchse und einer gegen die Kraft einer Feder verschiebbaren Schiebehülse besteht. Die Schiebehülse hat an ihrem Außen umfang axiale Nuten, die in der Ausgangsstellung durch ei nen Ventilsitz und in der Endstellung durch die Büchse teilweise oder ganz verschlossen sind. In der Ausgangsstel lung wird der Verbraucher zunächst nur durch die Drossel bohrung in der Schiebehülse versorgt. Nimmt der Differenz druck an der Schiebehülse zu, so wird diese verschoben und die Nuten vergrößern den Durchfluß-Querschnitt. Die Nuten werden nach Anliegen der Schiebehülse an der Büchse teil weise oder ganz verschlossen. Dadurch verringert sich der wirksame Strömungsquerschnitt und man erhält die waagerecht verlaufende, druckunabhängige Kennlinie über dem gesamten Drehzahlbereich.The object of the invention is with the aid of a conveyor current regulation the strong spreading of the characteristic curve under To avoid pressure. The aim of this regulation is a broad horizontally running characteristic curve with different Press over the entire speed range. This task is solved according to the invention in that the throttle direction from a firmly inserted into the outlet bore Rifle and one that can be moved against the force of a spring There is a sliding sleeve. The sliding sleeve has on its outside circumferential axial grooves, in the starting position by egg valve seat and in the end position through the bush are partially or completely closed. In the starting position the consumer is initially only throttled bore in the sliding sleeve. Takes the difference pressure on the sliding sleeve, it is moved and the grooves increase the flow cross section. The grooves are part of the bush after the sliding sleeve is in contact wise or completely closed. This reduces the effective flow cross-section and you get the horizontal running, pressure-independent characteristic over the entire Speed range.

Anhand der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Based on the drawing is an embodiment of the Invention explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen Längs-Schnitt durch eine Flügelzellen pumpe mit der erfindungsgemäßen Regelein richtung, in welcher sich die Kolben der Drosseleinrichtung und der Stromregelkolben in der Ausgangsstellung befinden und Fig. 1 shows a longitudinal section through a vane pump with the Regelein device according to the invention, in which the pistons of the throttle device and the flow control piston are in the starting position and

Fig. 2 eine Ausschnitts-Vergrößerung der Drossel einrichtung nach Fig. 1. Fig. 2 is a detail magnification of the throttle device of FIG. 1.

Die Flügelzellenpumpe entspricht einer allgemein be kannten Bauart, so daß sich die anschließende Beschreibung auf die wesentlichen Teile beschränkt. Die Pumpe trägt auf einer Antriebswelle 1 einen Rotor 2, in welchem radial gleitende Flügel 3 geführt sind. Der Rotor 2 liegt zwischen einer vorderen Stirnplatte 4 und einer hinteren Druckplat te 5. Die Flügel 3 gleiten in einem Kurvenring 6. Hinter der Druckplatte 5 befindet sich ein Druckraum 7, der über Durchbrüche 8 und 10 mit den zwischen dem Rotor 2, dem Kur venring 6 und den Flügeln 3 gebildeten druckführenden För derräumen in Verbindung steht. Das Öl fließt den saugseiti gen Förderräumen von einem nicht gezeichneten Tank über eine Zulaufbohrung 12 einem Einlaßkanal 13 und einer Ring kammer 11 zu. In einer an den Druckraum 7 anschließenden Gehäusebohrung 14 befindet sich ein durch eine Feder 15 belasteter Stromregelkolben 16. Dieser weist einen vorderen Steuerbund 17 auf, hinter welchem sich der Einlaßkanal 13 befindet.The vane pump corresponds to a generally known type, so that the following description is limited to the essential parts. The pump carries a rotor 2 on a drive shaft 1 , in which radially sliding vanes 3 are guided. The rotor 2 lies between a front face plate 4 and a rear pressure plate 5 . The wings 3 slide in a curve ring 6 . Behind the pressure plate 5 is a pressure chamber 7 , which is through openings 8 and 10 with the between the rotor 2 , the cure venring 6 and the wings 3 pressurized För derraum in connection. The oil flows to the Saugseiti conditions delivery rooms from a tank, not shown, via an inlet bore 12, an inlet channel 13 and an annular chamber 11 to. A current control piston 16 loaded by a spring 15 is located in a housing bore 14 adjoining the pressure chamber 7 . This has a front control collar 17 , behind which the inlet duct 13 is located.

An die Druckkammer 7 schließt eine mit einem Auslaß 18 verbundene Bohrung 20 (Fig. 2) für den Verbraucherstrom an. Eine Differenzdruckbohrung 9 verbindet eine federseitige Kammer 19 des Stromregelkolbens 16 mit dem Auslaß 18. Nach der Erfindung ist in der Bohrung 20 eine gegen die Feder 21 bewegbare Schiebehülse 22 geführt. Eine Drosselbohrung 23 der Schiebehülse 22 stellt eine Verbindung vom Druckraum 7 zu dem Auslaß 18 her. Die Schiebehülse 22 weist einen Ven tilsitz 24 und die Bohrung 20 eine Schließkante 25 auf. Außerdem sind axiale Nuten 27 in die Schiebehülse 22 einge arbeitet. Die Feder 21 stützt sich an einem Absatz einer gegen ein Sitz 26 eingepreßten Büchse 28 ab. Die Büchse 28 hat einen Anschlag 29 für die Schiebehülse 22.Connected to the pressure chamber 7 is a bore 20 ( FIG. 2) connected to an outlet 18 for the consumer flow. A differential pressure bore 9 connects a spring-side chamber 19 of the flow control piston 16 to the outlet 18th According to the invention, a sliding sleeve 22 movable against the spring 21 is guided in the bore 20 . A throttle bore 23 of the sliding sleeve 22 establishes a connection from the pressure chamber 7 to the outlet 18 . The sliding sleeve 22 has a Ven tilsitz 24 and the bore 20 has a closing edge 25 . In addition, axial grooves 27 are inserted into the sliding sleeve 22 . The spring 21 is supported on a shoulder of a bush 28 pressed against a seat 26 . The sleeve 28 has a stop 29 for the sliding sleeve 22 .

Sobald der Rotor 2 sich dreht, drücken die Flügel 3 das zwischen sich eingeschlossene Öl durch die Durch brüche 8 und 10 in den Druckraum 7. Der Stromregelkolben 16 regelt die sogenannte Abregelmenge, die die Pumpe ver läßt. - Die erfindungsgemäße Drosseleinrichtung hat man in die Pumpe eingebaut, um eine starke Zunahme dieser Abrege lung unter hohem Gegendruck zu verhindern. -As soon as the rotor 2 rotates, the wings 3 press the oil trapped between them through the openings 8 and 10 into the pressure chamber 7 . The flow control piston 16 controls the so-called shutdown amount, which leaves the pump ver. - The throttle device according to the invention has been installed in the pump in order to prevent a strong increase in this de-regulation under high back pressure. -

Bereits bei geringen Volumenströmen, die die Pumpe verlassen und die Schiebehülse 22 durchströmen, hebt diese von ihrem Ventilsitz 24 ab. Der Ölstrom fließt sowohl durch die Drosselbohrung 23 als auch durch die außen axial ange ordneten Nuten 27. Mit zunehmender Drehzahl und steigendem Differenzdruck zwischen Druckraum 7 und Pumpenausgang und mit steigendem Staudruck an der Schiebehülse 22 wird diese gegen die Feder 21 in Richtung der Büchse 28 verschoben. Während der Bewegung der Schiebehülse 22 verkleinert sich der wirksame Strömungsquerschnitt zwischen den äußeren Nuten 27 und der Büchse 28 und zugleich zwischen den sich verengenden Federwindungen der Feder 21. Es wird eine Dros selwirkung erreicht. Die Differenzdruckbohrung 9 liefert den ausgangsseitigen Druck vom Innenraum der Büchse 28 in die Kammer 19 des Stromregelkolbens 16. Die Drosselboh rung 23 bestimmt die Abregelmenge und der Verschiebeweg A der Schiebehülse 22 liefert eine sehr geringe Drucksprei zung dieser Abregelmenge. Even at low volume flows that leave the pump and flow through the sliding sleeve 22 , it lifts off its valve seat 24 . The oil flow flows both through the throttle bore 23 and through the axially axially arranged grooves 27th With increasing speed and increasing differential pressure between pressure chamber 7 and pump outlet and with increasing dynamic pressure on the sliding sleeve 22 , the latter is displaced against the spring 21 in the direction of the sleeve 28 . During the movement of the sliding sleeve 22 , the effective flow cross section between the outer grooves 27 and the sleeve 28 and at the same time between the narrowing spring windings of the spring 21 is reduced. A throttling effect is achieved. The differential pressure bore 9 supplies the pressure on the outlet side from the interior of the sleeve 28 into the chamber 19 of the flow control piston 16 . The Drosselboh tion 23 determines the shutdown amount and the displacement A of the sliding sleeve 22 provides a very low Drucksprei tion of this shutdown amount.

Mit steigender Drehzahl (Fahrgeschwindigkeit) nimmt demzufolge der Differenzdruck auch auf die dem Druckraum 7 zugewandte Stirnfläche des Stromregelkolbens 16 zu. Der Stromregelkolben 16 wirkt als Druckwaage und dieser ver schiebt sich gegen die Kraft der Feder 15 und gegen die Kraft des in der Kammer 19 herrschenden Auslaßdruckes nach rechts. Dabei öffnet der Steuerbund 17 den Einlaßkanal 13. Ein Teilstrom gelangt somit vom Druckraum 7 in die Ringkam mer 11, also zur Zulaufseite der Pumpe. Der noch verfügbare Nutzstrom fließt über die Drosseleinrichtung 22, 28 und den Auslaß 18 zum Verbraucher. As the speed increases (driving speed), the differential pressure also increases on the end face of the flow control piston 16 facing the pressure chamber 7 . The flow control piston 16 acts as a pressure compensator and this ver moves against the force of the spring 15 and against the force of the outlet pressure prevailing in the chamber 19 to the right. The control collar 17 opens the inlet duct 13 . A partial flow thus passes from the pressure chamber 7 into the ring chamber 11 , that is to say to the inlet side of the pump. The still available useful flow flows through the throttle device 22 , 28 and the outlet 18 to the consumer.

reference numeral

11

Antriebswelle
drive shaft

22

Rotor
rotor

33

Flügel
wing

44

Stirnplatte
faceplate

55

Druckplatte
printing plate

66

Kurvenring
cam ring

77

Druckraum
pressure chamber

88th

Durchbruch
breakthrough

99

Differenzdruckbohrung
Differential pressure cavity

1010

Durchbruch
breakthrough

1111

Ringkammer
annular chamber

1212

Zulaufbohrung
inlet bore

1313

Einlaßkanal
intake port

1414

Gehäusebohrung
housing bore

1515

Feder
feather

1616

Stromregelkolben
Flow control piston

1717

Steuerbund
control collar

1818

Auslaß
outlet

1919

Kammer
chamber

2020

Bohrung
drilling

2121

Feder
feather

2222

Schiebehülse
sliding sleeve

2323

Drosselbohrung
throttle bore

2424

Ventilsitz
valve seat

2525

Schließkante
closing edge

2626

Sitz
Seat

2727

22

axiale Nuten
axial grooves

2828

Büchse
rifle

2929

Anschlag
A Verschiebeweg
attack
A displacement

Claims

1. Control device for positive displacement pumps, in particular vane pumps, with the following features:

- A pressure chamber ( 7 ) is connected to an outlet ( 18 ) via a throttle device;
- A front end face of a slide in a housing bore ver current control piston ( 16 ) protrudes into the pressure chamber ( 7 );
- A rear end face of the flow control piston ( 7 ) protrudes into a chamber ( 19 ) which contains the outlet pressure downstream of the throttle device ( 28 , 22 );
- The flow control piston ( 7 ) releases depending on the differential pressure acting on the two end faces a connec tion from the pressure chamber ( 7 ) to an inlet channel ( 13 ) free,

characterized by the following features:

- The throttle device ( 28 , 22 ) consists of a sliding sleeve ( 22 ) inserted into a bore ( 20 ) which can be pushed against the force of a spring ( 21 ) against a fixed bushing ( 28 );
- The sliding sleeve ( 22 ) has on its outer circumference axial grooves ( 27 ) which are closed in the starting position by a valve seat ( 24 , 25 ) and in the end position by the bush ( 28 ) are partially or completely closed.

2. Control device according to claim 1, characterized in that the axial grooves ( 27 ) in the sliding sleeve ( 22 ) are radially deeper than a shoulder ( 29 ) in the sleeve ( 28 ) and the grooves ( 27 ) are not closed in the end position are.