DE19810318A1 - Hydraulikmaschine - Google Patents
HydraulikmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Hydraulikmaschine, ins
besondere eine Lenkhelfpumpe gemäß Oberbegriff des
Anspruchs 1 und Anspruch 3.
Hydraulikmaschinen der hier angesprochenen Art sind
bekannt. Sie weisen eine Antriebswelle auf, an de
ren ersten Ende ein auch als Riemenscheibe bezeich
netes Antriebsrad angeordnet ist, über welches mit
einem geeigneten Riemen ein Drehmoment in die An
triebswelle eingeleitet wird. Dieses dient dazu,
eine Pumpeneinheit zu betreiben, die an dem anderen
Ende der Antriebswelle vorgesehen ist und ein von
der Antriebswelle angetriebenes erstes drehbares
(Pumpen-)Element und ein feststehendes zweites
(Pumpen-)Element aufweist. Dieses wirkt mit dem er
sten (Pumpen-)Element zusammen. Zwischen den beiden
Enden der Antriebswelle ist eine Lagereinrichtung
vorgesehen.
Über das Antriebsrad ist ein Riemen gelegt, dessen
Zugkräfte eine Kraftkomponente aufweisen, die senk
recht zur Mittelachse der Antriebswelle gerichtet
ist und die diese verbiegen und aus ihrer Ausgangs
position verlagern. Bei Hydraulikmaschinen bezie
hungsweise Lenkhelfpumpen der hier angesprochenen
Art wirken Riemenzugkräfte, so daß eine spürbare
Auslenkung des mit dem Antriebsrad gekoppelten Wel
lenendes und damit der Antriebswelle gegeben ist.
Das gegenüberliegende, mit dem ersten drehbaren
(Pumpen-)Element gekoppelte Wellenende wird auf
grund der zwischen den Wellenenden vorgesehenen La
gereinrichtung in die entgegengesetzte Richtung
ausgelenkt. Damit wird auch das erste drehbare
(Pumpen-)Element innerhalb des feststehenden zwei
ten (Pumpen-)Elements verlagert, was zu erhöhter
Pulsation und damit zu nachhaltigen Geräuschen aber
auch zu einem erhöhten Verschleiß führt. Die Geräu
sche können auf der Pulsation und darauf beruhen,
daß die (Pumpen-)Elemente sich im Betrieb unmittel
bar berühren.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift 34 39 311 A1
ist eine Pumpe bekannt, bei der der durch die Rie
menspannung hervorgerufene Mittenversatz zwischen
dem drehbaren und dem feststehenden Pumpenelement
dadurch ausgeglichen werden soll, daß das auch als
Hubring bezeichnete feststehende Pumpenelement ver
lagert wird. Damit kann zwar der Versatz des dreh
baren Pumpenelements bezüglich des Hubrings kompen
siert werden. Jedoch nimmt das auch als Rotor be
zeichnete drehbare Pumpenelement bezüglich der
Druckplatten eine verschobene Position ein. Dadurch
kommt es im Betrieb der Pumpe zu Geräuschen, da in
den Druckplatten beziehungsweise im Deckel vorgese
hene Steuer- beziehungsweise Drucknieren von den im
Rotor eingesetzten Flügeln verzögert beziehungsweise
verfrüht überstrichen werden. Das sogenannte Timing
der Pumpe ist damit gestört. Weiterhin ist nachtei
lig, daß durch den Versatz des Hubrings auch die in
ihm verlaufenden Hydraulikverbindungen versetzt
werden, so daß diese mit den Steuer- beziehungs
weise Drucknieren nicht mehr fluchten. Es entstehen
dabei Kanten, die im Betrieb der Pumpe für erhebli
che Geräusche verantwortlich sind.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Hydraulik
maschine der eingangs genannten Art zu schaffen,
die diese Nachteile nicht aufweist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Hydraulikma
schine vorgeschlagen, die die in Anspruch 1 genann
ten Merkmale zeigt. Die Hydraulikmaschine zeichnet
sich dadurch aus, daß die durch die Riemenzugkräfte
bewirkte Verlagerung der Antriebswelle kompensiert
wird, indem die Lagereinrichtung verlagert wird.
Dabei wird die Lagereinrichtung in Richtung der
Kraftkomponente verlagert, die auf der Mittelachse
der Antriebswelle im wesentlichen senkrecht steht
und die über das Antriebsrad in die Antriebswelle
eingeleitet wird. Die Verlagerung der La
gereinrichtung ist im unbelasteten Zustand der
Hydraulikmaschine gegeben. Wird nun die Hydraulik
maschine im betriebsfertigen Zustand mit den aus
der Riemenzugkraft resultierenden Kräften beauf
schlagt, so wird die Antriebswelle verlagert und
zwar dergestalt, daß nun die Mittelachse der An
triebswelle in ihrer optimalen gewünschten Position
in Bezug auf die Pumpe verläuft. Damit liegt die
Mitte des ersten Pumpenelements, welches mit dem
zweiten Wellenende gekoppelt ist, genau in der ge
wünschten Position innerhalb des feststehenden
zweiten Pumpenelements, so daß die Pulsation
und/oder damit die Geräusche sowie der Verschleiß
auf ein Minimum reduziert sind. Da das erste Pum
penelement bezüglich des zweiten Pumpenelements im
wesentlichen genau ausgerichtet ist, liegt dieses
erste Pumpenelement gegenüber den Steuer- bezie
hungsweise Drucknieren aufweisenden Druckplatten
ebenfalls in der gewünschten Position, so daß das
Timing der Pumpe optimal eingestellt ist. Die in
den Druckplatten oder in einem Deckel vorgesehenen
Steuer- beziehungsweise Drucknieren werden also be
züglich der Drehposition des ersten Pumpenelements
richtig "ein-" beziehungsweise "ausgeschaltet".
Dies verringert ebenfalls die Pulsation und/oder
die Geräusche im Betrieb der Pumpe.
In bevorzugter Ausführungsform ist vorgesehen, daß
die Lagereinrichtung um 0,05 mm bis 0,15 mm, vor
zugsweise um 0,1 mm, gegenüber der Mittelachse ver
setzt ist.
Die Aufgabe wird auch mit einer Hydraulikmaschine
gelöst, die die in Anspruch 3 genannten Merkmale
zeigt. Diese Hydraulikmaschine zeichnet sich da
durch aus, daß das zweite Pumpenelement zusammen
mit zwei ihm zugeordneten Seitenplatten gegenüber
dem Verlauf der Mittelachse, wie er sich im last
freien Zustand der Antriebswelle ergibt, versetzt
angeordnet sind, wobei das zweite Pumpenelement und
die beiden Seitenplatten entgegengesetzt zur Rich
tung der Kraftkomponente gegenüber der Mittelachse
verlagert sind. Wird nun die Hydraulikmaschine im
Betrieb mit den aus der Riemenzugkraft resultieren
den Kräften beaufschlagt, so wird die Antriebswelle
verlagert. Dadurch, daß das zweite Pumpenelement
und die beiden auch als Druckplatten bezeichneten
Seitenplatten gegenüber der Mittelachse der An
triebswelle verlagert sind, wird durch die Kraftbe
aufschlagung der Antriebswelle das erste Pumpenele
ment mit verlagert, so daß dieses nun bezüglich des
Hubrings und der beiden Druckplatten die optimale
gewünschte Position einnimmt. Damit liegt das auch
als Rotor bezeichnete erste Pumpenelement bezüglich
in den Druckplatten vorgesehenen Steuer- bezie
hungsweise Drucknieren in der gewünschten Position,
so daß das Timing der Pumpe optimal eingestellt
ist. Das heißt, durch die Drehung des Rotors werden
die Drucknieren richtig "ein-" beziehungsweise
"ausgeschaltet", so daß die Pulsation und/oder die
Geräusche im Betrieb der Pumpe verringert werden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeich
nung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Hydraulik
maschine und
Fig. 2 einen Querschnitt durch die in Fig. 1
dargestellte Hydraulikmaschine.
Die Erfindung betrifft allgemein eine Hydraulikma
schine, also sowohl einen Hydraulikmotor als auch
eine Pumpe zur Förderung eines Mediums, insbeson
dere Hydrauliköls, die insbesondere dazu dient, Zu
satzaggregate in einem Kraftfahrzeug zu versorgen,
beispielsweise die Lenkung.
Wird die Hydraulikmaschine als Motor verwendet,
wird unter einem Überdruck ein Medium, beispiels
weise Hydrauliköl in die "Pumpeneinheit" eingelei
tet, so daß das eine "Pumpenelement" gegenüber dem
anderen in Rotation versetzt wird. Dabei wird ein
Drehmoment in die Antriebswelle eingeleitet, das
über ein Antriebsrad abgegriffen werden kann. Über
das Antriebsrad wird beispielsweise ein Riemen ge
führt, der unter einer bestimmten Vorspannung
steht. Diese führt zu einem Winkelfehler der An
triebswelle, mit dem Ergebnis, daß die Elemente der
hier als Motor wirkenden "Pumpeneinheit" aus ihrer
idealen Position verlagert werden, so daß erhöhte
Pulsationen und/oder Geräusche sowie Verschleißer
scheinungen gegeben sind.
Im folgenden wird beispielhaft davon ausgegangen,
daß es sich bei der Hydraulikmaschine um eine Pumpe
zur Förderung eines Mediums handelt, die beispiels
weise von der Brennkraftmaschine eines Kraftfahr
zeugs angetrieben wird. Es kann sich beispielsweise
um eine sogenannte Lenkhelfpumpe handeln, die der
Förderung eines Hydrauliköls und der Versorgung ei
ner Lenkhelfeinrichtung dient, aufgrund derer die
Lenkkräfte des Fahrzeugs reduziert werden. Übli
cherweise sind Lenkhelfpumpen als Flügelzellenpum
pen ausgelegt. Die Ausgestaltung der Pumpeneinheit
ist letztlich jedoch nicht entscheidend. Es kann
hier - je nach Anwendungsfall - beispielsweise auch
eine Radialkolben-, Rollenzellen- oder Sperrflügel
pumpe vorgesehen sein.
Der in Fig. 1 wiedergegebene Längsschnitt zeigt
eine Lenkhelfpumpe, deren Aufbau und Funktion
grundsätzlich bekannt sind. Es wird daher nur auf
die hier relevanten Bauteile eingegangen:
Die Pumpe 1 hat ein Gehäuse 3, das durch einen Deckel 5 verschlossen ist und einen Innenraum 7 um gibt, in dem eine hydraulische Einheit, die grund sätzlich auch als Motor wirken kann, eingesetzt ist und die im folgenden als Pumpeneinheit 9 bezeichnet wird. Diese umfaßt einen Rotor 11, in den radial zu einer Mittelachse 13 verlaufende Schlitze einge bracht sind, in denen radial verschiebliche Flügel 15 eingesetzt sind. Die außenliegenden Kanten der Flügel 15 berühren die Innenfläche eines Hubrings 17, der einen im wesentlichen elliptischen Pumpen raum 10 einschließt. Bei einer Rotation des Rotors 11, der ein erstes drehbares Pumpenelement dar stellt, folgen die Flügel 15 der Innenkontur des Hubrings 17, der ein feststehendes zweites Pumpen element bildet. Zwischen aufeinanderfolgenden Flü geln sind größer und kleiner werdende Pumpenräume eingeschlossen, so daß ein Medium, beispielsweise ein Hydrauliköl, von einem Tankanschluß 19 in einen Druckraum 21 gefördert wird. Um die zwischen den Flügeln 15 liegenden Förderräume seitlich abzu schließen, sind eine sogenannte Verschleißplatte 25 und eine Druckplatte 23 vorgesehen, die auf den Seitenflächen des Hubrings 17, des Rotors 11 und der Flügel 15 im wesentlichen dichtend anliegen. In der auch als Druckplatte bezeichneten Verschleiß- platte 25 und in der Druckplatte 23 sind an sich bekannte Drucknieren 23' und Saugnieren 25' ausge bildet. Die Drucknieren 23' der auch als Seiten platten bezeichneten Verschleiß- und Druckplatte 25 und 23 stehen mit dem Druckraum 21 in Verbindung, so daß das Medium aus dem Pumpenraum in den Druck raum 21 gefördert werden kann. Die Saugnieren 25' der beiden Seitenplatten 23 und 25 sind mit dem Tankanschluß 19 verbunden, so daß das Medium in die größer werdenden Pumpenräume eingesaugt werden kann. Bei kleiner werdendem Pumpenraum wird das Me dium über die Drucknieren 23' - wie bereits erwähnt - in den Druckraum 21 gebracht.
Die Pumpe 1 hat ein Gehäuse 3, das durch einen Deckel 5 verschlossen ist und einen Innenraum 7 um gibt, in dem eine hydraulische Einheit, die grund sätzlich auch als Motor wirken kann, eingesetzt ist und die im folgenden als Pumpeneinheit 9 bezeichnet wird. Diese umfaßt einen Rotor 11, in den radial zu einer Mittelachse 13 verlaufende Schlitze einge bracht sind, in denen radial verschiebliche Flügel 15 eingesetzt sind. Die außenliegenden Kanten der Flügel 15 berühren die Innenfläche eines Hubrings 17, der einen im wesentlichen elliptischen Pumpen raum 10 einschließt. Bei einer Rotation des Rotors 11, der ein erstes drehbares Pumpenelement dar stellt, folgen die Flügel 15 der Innenkontur des Hubrings 17, der ein feststehendes zweites Pumpen element bildet. Zwischen aufeinanderfolgenden Flü geln sind größer und kleiner werdende Pumpenräume eingeschlossen, so daß ein Medium, beispielsweise ein Hydrauliköl, von einem Tankanschluß 19 in einen Druckraum 21 gefördert wird. Um die zwischen den Flügeln 15 liegenden Förderräume seitlich abzu schließen, sind eine sogenannte Verschleißplatte 25 und eine Druckplatte 23 vorgesehen, die auf den Seitenflächen des Hubrings 17, des Rotors 11 und der Flügel 15 im wesentlichen dichtend anliegen. In der auch als Druckplatte bezeichneten Verschleiß- platte 25 und in der Druckplatte 23 sind an sich bekannte Drucknieren 23' und Saugnieren 25' ausge bildet. Die Drucknieren 23' der auch als Seiten platten bezeichneten Verschleiß- und Druckplatte 25 und 23 stehen mit dem Druckraum 21 in Verbindung, so daß das Medium aus dem Pumpenraum in den Druck raum 21 gefördert werden kann. Die Saugnieren 25' der beiden Seitenplatten 23 und 25 sind mit dem Tankanschluß 19 verbunden, so daß das Medium in die größer werdenden Pumpenräume eingesaugt werden kann. Bei kleiner werdendem Pumpenraum wird das Me dium über die Drucknieren 23' - wie bereits erwähnt - in den Druckraum 21 gebracht.
In den Rotor 11 greift eine Antriebswelle 27 ein,
deren dem Rotor 11 gegenüberliegendes erstes Ende
29 aus dem Gehäuse 3 hervorsteht und mit einem hier
nicht dargestellten, auch als Riemenscheibe be
zeichneten Antriebsrad drehfest gekoppelt ist. Das
im Inneren des Rotors 11 liegende zweite Ende 31
ist beispielsweise über eine Verzahnung mit dem Ro
tor 11 gekoppelt, so daß Drehmomente über die An
triebswelle 27 in den Rotor 11 eingeleitet werden
können, gegebenenfalls (bei Motoren) auch umge
kehrt.
Zwischen den beiden Enden 29 und 31 der Antriebs
welle ist eine Lagereinrichtung 33 vorgesehen, die
hier beispielhaft eine Rollenreihe 34 sowie eine
Kugelreihe 35 umfaßt. Die Ausgestaltung der Lager
einrichtung 33 ist frei wählbar. Es können anstelle
des hier dargestellten Wälzlagers auch Gleitlager
eingesetzt werden.
Fig. 2 zeigt die Pumpe 1 im Querschnitt. Gleiche
Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen, so
daß insofern auf die Beschreibung zu Fig. 1 ver
wiesen werden kann. Der Schnitt ist so durch die
Pumpe 1 geführt, daß die in dem Innenraum 7 lie
gende Pumpeneinheit 9 erkennbar ist, nämlich das
erste drehbar gelagerte Pumpenelement, der Rotor
11, und das feststehend im Gehäuse 3 untergebrachte
zweite Pumpenelement, nämlich der Hubring 17. Deut
lich wird auch der mehr oder weniger elliptisch
ausgebildete Pumpenraum 10 ersichtlich, in dem der
Rotor 11 untergebracht ist und der von den Flügeln
15 durchlaufen wird.
Der Hubring 17 wird hier durch zwei Stifte 39 und
41 an den Seitenplatten 23 und 25 der Pumpe 1 ge
halten. Diese halten und zentrieren den Hubring 17
bezüglich der Seitenplatten 23 und 25. Gleichzeitig
werden die Seitenplatten 23 und 25 durch ihren
äußeren Durchmesser im Gehäuse 3 beziehungsweise im
Deckel 5 zentriert und befestigt. Die Länge der
Stifte 39 und 41 ist vorzugsweise so bemessen, daß
diese sowohl den Hubring 17 als auch die Seiten
platten 23 und 25 durchgreifen. Es ist jedoch auch
möglich, jeweils eine Seitenplatte 23 beziehungs
weise 25 mit jeweils zwei Stiften an dem Hubring zu
befestigen, so daß insgesamt vier Stifte verwendet
werden.
Fig. 2 zeigt auch das zweite Ende 31 der Antriebs
welle 27 im Inneren des Rotors 11.
Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß der Rotor 11 im
Idealfall zentrisch im Inneren des Hubrings 17 ge
lagert ist.
Bei dem in Fig. 1 wiedergegebenen Längsschnitt ist
gestrichelt die Mittelachse 13 eingezeichnet, wie
sie sich im Idealfall darstellt. Sie verläuft hori
zontal durch die Pumpe 1 beziehungsweise durch de
ren Gehäuse 3 und stellt die Drehachse der An
triebswelle 27 sowie des Rotors 11 dar. Sie fällt
auch mit der Mittelachse der Lagereinrichtung 13
zusammen.
Im Betrieb der Pumpe wird über das hier nicht dar
gestellte Antriebsrad, das am ersten Ende 29 der
Antriebswelle 27 angebracht ist, ein Antriebsmoment
in die Antriebswelle 27 eingeleitet, welches der
Rotation des Rotors 11 dient. Das Antriebsrad wird
über einen Riemen angetrieben, der mit einer Vor
spannung über das Antriebsrad geführt ist. Über den
Riemen wird eine Kraftkomponente von 900 N bis
2600 N in die Antriebswelle 27 eingeleitet, wobei
diese Kraftkomponente im wesentlichen senkrecht auf
der Drehachse 13 steht. In Fig. 1 wird beispiel
haft davon ausgegangen, daß diese Kraftkomponente
senkrecht nach oben wirkt. Dies ist durch einen
Doppelpfeil P1 angedeutet.
Durch diese Kraftkomponente wird ein Kippmoment in
die Antriebswelle 27 eingeleitet, das im Uhrzeiger
sinn wirkt. Ohne besondere Vorsorgemaßnahmen würde
die Antriebswelle 27, wie durch eine punktierte Li
nie B gekennzeichnet, im Belastungsfall links nach
oben und im Bereich ihres rechten zweiten Endes 31-
wie durch einen Doppelpfeil P2 angedeutet - nach
unten ausgelenkt. Der Drehpunkt der Bewegung läge
in der Lagereinrichtung 33, die einen mittleren Be
reich der Antriebswelle 27 abstützt. Durch diese
Kippbewegung würde das erste drehbare Pumpenele
ment, der Rotor 11, der mit dem rechten zweiten
Ende 31 der Antriebswelle gekoppelt ist, nach unten
ausgelenkt, so daß er gegenüber dem zweiten fest
stehenden Pumpenelement, nämlich dem Hubring 17,
der Verschleißplatte 25 und der Druckplatte 23 aus
der Ideallage herausbewegt wird. Dies führte im Be
trieb der Pumpe 1 zu starken Laufgeräuschen und zu
einem erhöhten Verschleiß.
In Fig. 1 ist durch einfache Pfeile L oder H ange
deutet, wie die im Belastungsfall gegebene Ver
schwenkung der Antriebswelle 27 vermieden werden
kann:
Die Lagereinrichtung 33 kann, wie durch den Pfeil L angedeutet, gegenüber der idealen Mittellinie 13 nach oben, das heißt in Richtung der durch den Rie men bewirkten Kraftkomponente, das heißt in Rich tung des Doppelpfeils P1, verlagert werden. Dadurch werden die Antriebswelle 27 und ihr rechtes zweites Ende 31 der Antriebswelle nach oben verlagert. Da mit wird auch die Mittelachse 13 der Pumpe 1 nach oben parallel verlagert und in die Position E ge bracht, die durch eine durchgezogene Linie angedeu tet ist und den entlasteten Zustand der Pumpe wie dergibt. Die Position E der Antriebswelle 27 ergibt sich also nur, wenn die Lagereinrichtung 33 ver setzt in das Gehäuse 3 eingebaut ist und keine Kräfte über einen Riemen und ein Antriebsrad in die Antriebswelle 27 eingeleitet werden.
Die Lagereinrichtung 33 kann, wie durch den Pfeil L angedeutet, gegenüber der idealen Mittellinie 13 nach oben, das heißt in Richtung der durch den Rie men bewirkten Kraftkomponente, das heißt in Rich tung des Doppelpfeils P1, verlagert werden. Dadurch werden die Antriebswelle 27 und ihr rechtes zweites Ende 31 der Antriebswelle nach oben verlagert. Da mit wird auch die Mittelachse 13 der Pumpe 1 nach oben parallel verlagert und in die Position E ge bracht, die durch eine durchgezogene Linie angedeu tet ist und den entlasteten Zustand der Pumpe wie dergibt. Die Position E der Antriebswelle 27 ergibt sich also nur, wenn die Lagereinrichtung 33 ver setzt in das Gehäuse 3 eingebaut ist und keine Kräfte über einen Riemen und ein Antriebsrad in die Antriebswelle 27 eingeleitet werden.
Wenn nun im Betriebszustand über einen Antriebsrie
men Kräfte in die Antriebswelle 27 eingeleitet wer
den, die eine durch den linken Doppelpfeil P1 ange
deutete, nach oben gerichtete Kraftkomponente um
fassen, so wird die Antriebswelle 27 im Uhrzeiger
sinn verschwenkt und damit aus der entlasteten,
durch die Linie E gekennzeichneten Position heraus
bewegt. Ihr rechtes zweites Ende 31 gelangt damit
in die Idealposition, die durch die Mittellinie 13
angedeutet ist. Dadurch, daß die Lagereinrichtung
33 gegenüber der idealen Mittellinie 13 verlagert
werden kann, befindet sich die Mitte des Rotors 11
in Idealposition zum Hubring 17 und den Druckplat
ten 23 und 25 und somit auch in Idealposition zu
den Saug- beziehungsweise Drucknieren 25' bezie
hungsweise 23'. Dadurch ist das Timing der Pumpe
nicht gestört. Das heißt, daß die Saug- und Druck
nieren 25' und 23' beim Überstreichen durch die
Flügel 15 zum richtigen Zeitpunkt beziehungsweise
bezüglich der Drehposition des Rotors 11 quasi
richtig ein- und ausgeschaltet werden.
Es ist auch möglich, aber fertigungstechnisch auf
wendiger, den im Pumpengehäuse fest montierten
Hubring 17, die Verschleißplatte 25 und die Druck
platte 23 aus der idealen Symmetrieanordnung gegen
über der Drehachse 13 zu verlagern und zwar in
Richtung des Pfeiles H, also entgegengesetzt zu der
durch den linken Doppelpfeil P1 angedeuteten Kraft
komponente des Antriebsriemens beziehungsweise in
Richtung des Doppelpfeils P2. Zur Verlagerung des
Hubrings 17 sowie der Seitenplatten 23 und 25 müs
sen die Ausnehmung im Gehäuse 3 beziehungsweise im
Deckel 5 bezüglich der die Lagereinrichtung 33
aufnehmenden Bohrung versetzt angeordnet bezie
hungsweise verlagert werden. Wird nun aufgrund die
ser Kraftkomponente das rechte zweite Ende 31, wie
durch den rechten Doppelpfeil P2 angedeutet, nach
unten bewegt, so daß die Antriebswelle 27 in der
durch die gepunktete Linie angedeuteten Position B
angeordnet ist, so befindet sich dann der Rotor 11
in seiner gewünschten Ideallage gegenüber dem
Hubring 17, der Verschleißplatte 25 und der Druck
platte 23. Diese Verlagerung in Richtung des Pfeils
H soll also die Schwenkbewegung der belasteten An
triebswelle 27 vorwegnehmen, so daß im belasteten
Betriebszustand der Pumpe 1 die Pumpenelemente 11
und 17 zusammen mit den Seitenplatten 23 und 25 in
Ideallage zueinander angeordnet sind und die Pulsa
tion und/oder die Geräuschentwicklung sowie der
Verschleiß auf ein Minimum reduziert werden.
Aus dem oben Gesagten wird ohne weiteres ersicht
lich, daß auch beide Maßnahmen kombiniert werden
können. Es ist also möglich, die Lagereinrichtung
33 in Richtung des Pfeils L gegenüber der idealen
Mittelachse 13 nach oben zu verlagern und gleich
zeitig den fest im Gehäuse 3 montierten Hubring 17
zusammen mit den Seitenplatten 23 und 25 in Rich
tung des Pfeils H nach unten verlagert zu montie
ren. Da sich die Wirkungen der Verlagerung der La
gereinrichtung 33 und der verschobenen Positionie
rung des Hubrings 17 addieren, kann in diesem Fall
die Verlagerung der Lagereinrichtung beziehungs
weise des Hubrings 17 zusammen mit der Verschleiß-
platte 25 und der Druckplatte 23 geringer ausfal
len.
Tritt im eingebauten Zustand der Pumpe 1 aufgrund
der Belastung der Antriebswelle eine Verschwenkung
der Antriebswelle 27 ein, so ist diese durch die
Verlagerung der Lagereinrichtung 33 und/oder des
Hubrings 17 beziehungsweise der Verschleißplatte 25
und der Druckplatte 23 kompensiert, so daß der Ro
tor 11 optimal im Inneren des Hubrings 17 positio
niert ist und Pulsationen und/oder Geräusche sowie
Verschleiß auf ein Minimum reduziert sind. Dadurch,
daß die Verschleißplatte 25 und die Druckplatte 23
zusammen mit dem Hubring 17 verlagerbar sind, kann
der Rotor 11 beziehungsweise können die Flügel 15
optimal bezüglich der Saug- und Drucknieren 25' und
23' positioniert werden, so daß das Timing der
Pumpe optimal abläuft, wodurch Druckpulsationen
und/oder Geräusche weiter reduziert werden können.
Nach allem wird deutlich, daß der gegenüber dem
Stand der Technik veränderte Aufbau der Pumpe 1
sehr einfach realisierbar ist. Es bedarf also kei
ner grundlegenden Neukonstruktion der Pumpe, son
dern lediglich einer Verlagerung der die Lagerein
richtung 33 aufnehmenden Bohrung oder einer ver
setzten Montage des Hubrings 17 und der Drück- und
Verschleißplatte 23 und 25, wobei der Hubring 17
mit den Stiften 39 und 41 in den Druckplatten 23
und 25 befestigt ist. Die versetzte Montage des
Hubrings 17 zusammen mit der Verschleiß- und Druck
platte 25 und 23 kann dadurch erreicht werden, daß
der Innenraum 7 bezüglich der die Lagereinrichtung 33
aufnehmenden Bohrung versetzt in das Gehäuse 3
eingebracht ist. Die im Deckel 5 vorgesehene Aus
nehmung, die die Druckplatte 23 aufnimmt, kann da
bei ebenfalls versetzt werden.
Es hat sich gezeigt, daß für Lenkhelfpumpen der
hier dargestellten Art sowie bei einer bestimmten
vorgegebenen Kraftkomponente eine Verlagerung der
Lagereinrichtung 33 in Richtung des Pfeiles L um
0,05 mm bis 0,15 mm und vorzugsweise von 0,1 mm zu
einer wesentlichen Reduktion der Pulsation und/oder
der Geräuschentwicklung sowie des Verschleißes
führt. Entsprechend kann die Verlagerung des
Hubrings 17 zusammen mit der Verschleißplatte 25
und der Druckplatte 23 in Richtung des Pfeiles H
festgelegt werden, die abhängig ist von der Länge
der Antriebswelle 27, von deren im Belastungsfall
gegebenen Biegelinie, von deren Elastizität und von
der Ausgestaltung der Lagereinrichtung 33 sowie de
ren Lagerspielen. Sollte diese beispielsweise aus
zwei nebeneinanderliegenden Gleitlagern zusammenge
setzt sein, also einen längeren Bereich der An
triebswelle 27 abstützen, so ergibt sich insgesamt
eine geringere Verschwenkung der Antriebswelle 27
im Belastungsfall, so daß auch eine kleinere Verla
gerung des Hubrings 17, der Verschleißplatte 25 und
Druckplatte 23 in Richtung des Pfeils H zur Reduk
tion der Pulsation und/oder der der Geräuschent
wicklung sowie des Verschleißes ausreichend ist.
Nach allem wird deutlich, daß das hier beschriebene
Grundprinzip der Vorabkompensation einer Verlage
rung der Antriebswelle einer Lenkhelfpumpe durch
äußere Kraftkomponenten übertragen werden kann auf
die verschiedensten Pumpentypen und auch auf
Hydraulikmaschinen, die mit einem unter Druck ste
henden Medium, beispielsweise Hydrauliköl, beauf
schlagt werden, so daß ein drehbares Teil innerhalb
eines im Gehäuse der Hydraulikmaschine feststehen
den Teils in Rotation versetzt wird und Antriebs
kräfte in eine Antriebswelle übertragen werden.
Diese werden dann über ein Antriebsrad abgegriffen,
das am gegenüberliegenden Ende der Antriebswelle
vorgesehen ist und mit einem Antriebsriemen zusam
menwirkt.
Durch die hier beschriebene Lösung können aufwen
dige, teure Lagereinrichtungen, die sich durch enge
Lagertoleranzen auszeichnen, vermieden werden. Auch
können die Toleranzen der Pumpe und der Antriebs
welle wesentlich größer gehalten werden, so daß
sich die Herstellungskosten reduzieren. Bevorzugt
erfolgt die Verlagerung der Lagereinrichtung 33.
Dies ist besonders einfach und preisgünstig bei ei
ner Lenkhelfpumpe möglich, da hier lediglich die
die Lagereinrichtung 33 aufnehmende Bohrung ver
setzt in das Gehäuse 3 eingebracht werden muß.
Diese versetzte Anordnung der Bohrung läßt auch
keine Toleranzprobleme entstehen, da hier lediglich
ein einziges Maß verändert werden muß. Es addieren
sich also keine Toleranzfehler.
Claims (3)
1. Hydraulikmaschine, insbesondere Lenkhelfpumpe,
mit einer um eine Mittelachse drehbaren Antriebs
welle, einem an einem ersten Ende der Antriebswelle
vorgesehenen Antriebsrad, über das Kräfte in die
Antriebswelle eingeleitet werden, die eine im we
sentlichen senkrecht zur Mittelachse verlaufende
Kraftkomponente aufweisen, einer an einem dem er
sten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende der An
triebswelle vorgesehenen Pumpeneinheit, die ein mit
der Antriebswelle gekoppeltes rotierbares erstes
Pumpenelement und ein feststehendes Pumpenelement
aufweist, das mit dem ersten Pumpenelement zusam
menwirkt, und mit einer zwischen dem ersten Ende
und dem zweiten Ende der Antriebswelle angeordneten
Lagereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die
Lagereinrichtung (33) gegenüber dem Verlauf der
Mittelachse (13), wie er sich im lastfreien Zustand
der Antriebswelle ergibt, versetzt angeordnet ist,
wobei die Lagereinrichtung (33) in Richtung der
Kraftkomponente gegenüber der Mittelachse (13) ver
lagert ist.
2. Hydraulikmaschine nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Lagereinrichtung (33) um
0,05 mm bis 0,15 mm, vorzugsweise um 0,1 mm gegen
über der Mittelachse (13) versetzt ist.
3. Hydraulikmaschine, insbesondere Lenkhelfpumpe,
mit einer um eine Mittelachse drehbaren Antriebs
welle, einem an einem ersten Ende der Antriebswelle
vorgesehenen Antriebsrad, über das Kräfte in die
Antriebswelle eingeleitet werden, die eine im we
sentlichen senkrecht zur Mittelachse verlaufende
Kraftkomponente aufweisen, einer an einem dem er
sten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende der An
triebswelle vorgesehenen Pumpeneinheit, die ein mit
der Antriebswelle gekoppeltes rotierbares erstes
Pumpenelement und ein feststehendes Pumpenelement
aufweist, das mit dem ersten Pumpenelement zusam
menwirkt, und mit einer zwischen dem ersten Ende
und dem zweiten Ende der Antriebswelle angeordneten
Lagereinrichtung, insbesondere nach einem der An
sprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das
zweite Pumpenelement (Hubring (17)) zusammen mit
zwei ihm zugeordneten Seitenplatten (23, 25) gegen
über dem Verlauf der Mittelachse (13), wie er sich
im lastfreien Zustand der Antriebswelle (27) er
gibt, versetzt angeordnet sind, wobei das zweite
Pumpenelement (Hubring (17)) und die beiden Seiten
platten (23, 25) entgegengesetzt zur Richtung der
Kraftkomponente gegenüber der Mittelachse (13) ver
lagert sind.
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