DE19833373A1

DE19833373A1 - Supply flow regulating device for displacement pump, with movable sprung piston having throttle boring into which conical pin projects

Info

Publication number: DE19833373A1
Application number: DE1998133373
Authority: DE
Inventors: Konrad Eppli; Reiner Mayer; Uwe Zellner
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1998-07-24
Filing date: 1998-07-24
Publication date: 2000-01-27

Abstract

The regulating device is fitted to a pump which also has a flow limiting valve. The regulating valve contains a movable regulating piston (3), sprung towards an aperture (1) by a spring (10). The aperture is connected to a first pressure-transmitting supply cavity. The piston also has a throttle boring (2), into which a conical pin (12) fixed to the casing (11) projects. The throttle boring is also connected via a throat (7) to the second pressure-transmitting supply cavity (6).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Förderstromre geleinrichtung für Verdrängerpumpen, insbesondere doppelhü bige Flügelzellenpumpen, zum Fördern eines Druckmittels von einem Behälter zu einem Verbraucher nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a Förderstromre Gel device for positive displacement pumps, in particular double-stroke vige vane pumps, for pumping a pressure medium from a container to a consumer according to the generic term of claim 1.

Zur Druckölversorgung von Hilfskraftlenkungen bei Kraftfahrzeugen werden häufig Flügelzellenpumpen einge setzt. Damit der Förderstrom nicht mit der Antriebsdrehzahl des Fahrzeugmotors linear ansteigt, werden diese Pumpen mit einem Stromregelventil versehen, welches den Förderstrom bis zu einer bestimmten Drehzahl ansteigen läßt und diesen dann bei weiterem Anstieg der Drehzahl kontinuierlich abre gelt, so daß sich eine fallende Förderstrom-Kennlinie er gibt. Auf diese Weise läßt sich mit der Hilfskraftlenkung bei höheren Fahrgeschwindigkeiten ein besseres Lenkverhal ten erzielen, d. h. daß die hydraulische Kraftunterstützung reduziert wird, so daß sich ein besseres Lenkgefühl ein stellt.For the supply of pressure oil to power steering systems Vane pumps are often used in motor vehicles puts. So that the flow rate does not match the drive speed of the vehicle engine rises linearly, these pumps are used a flow control valve, which the flow can rise up to a certain speed and this then continuously abort as the speed increases applies so that there is a falling flow rate characteristic gives. In this way, the power steering better steering behavior at higher driving speeds achieve th. H. that the hydraulic power assistance is reduced so that there is a better steering feel poses.

Zur Erzielung einer fallenden Förderstrom-Kennlinie ist es aus der EP 0 221 062 bekannt, in eine zu einem Ver braucher führende Druckbohrung als Drosseleinrichtung eine Buchse mit zwei Querbohrungen einzusetzen. Während durch die engere Querbohrung ein Konstantstrom fließt, läßt sich die größere Querbohrung drosseln. Beide Querbohrungen mün den in eine als Sackbohrung ausgeführte Längsbohrung, die zum Auslaß führt. Zur Drosselung der größeren Querbohrung befestigt man am Stromregelkolben einen Steuerschieber, der aus einem Steg und einer auf diesem befestigten Drossel glatte besteht. Bewegt sich der Stromregelkolben in Abre gelrichtung, dann nimmt dieser die Drosselplatte mit, die dabei den Zulauf der größeren Querbohrung am Außenumfang der Buchse mehr oder weniger überdeckt. Durch ein solches Verändern des Blendenquerschnitts läßt sich die zum Ver braucher abfließende Fördermenge beeinflussen. Dies ge schieht dadurch, daß sich der Differenzdruck zwischen den beiden druckbeaufschlagten Stirnflächen des Stromregelkol bens erhöht, wodurch dieser eine progressive Abregelbewe gung ausführt.To achieve a falling flow rate characteristic it is known from EP 0 221 062 to convert into a ver need leading pressure bore as a throttle device Insert bushing with two cross holes. While through the narrower cross hole flows a constant current, can throttle the larger cross hole. Both cross holes mün the in a longitudinal bore designed as a blind bore, the leads to the outlet. For throttling the larger cross hole you attach a spool to the flow control piston, the from a web and a choke attached to it is smooth. The flow control piston moves in Abre direction, then it takes the throttle plate with it the inlet of the larger cross hole on the outer circumference covers the socket more or less. Through one Changing the aperture cross-section can be used for ver influence the flow rate that flows away. This ge happens because the differential pressure between the two pressurized end faces of the flow control bens increases, which makes this a progressive regulation execution.

Weiter ist es aus der DE PS 32 11 948 bekannt, am Stromregelkolben einen dünnen Bügel aus Blech zu befesti gen, der in einem Einsatz der Druckbohrung befindliche Drosselquerschnitte in Abhängigkeit seiner Abregelbewegung weiter verkleinern kann. Auch hier erzielt man über den gesamten Drehzahlbereich eine stetig fallende Kennlinie. Außerdem läßt sich durch die Größe und die Zahl der Dros selbohrungen leicht festlegen, auf welchen Wert der Förder strom bei Höchstdrehzahl abfallen soll.It is also known from DE PS 32 11 948, on Current control piston to attach a thin bracket made of sheet metal gene that is in an insert of the pressure bore Throttle cross sections depending on its regulating movement can further shrink. Here, too, you can achieve a continuously falling characteristic curve throughout the speed range. In addition, the size and number of Dros easily determine the value of the production current should drop at maximum speed.

Diese bekannten Einrichtungen erfordern einen verhält nismäßig hohen Bauaufwand, da spezielle Bauteile in Form der Bügel und ihrer Befestigung am Stromregelkolben vorge sehen sind. Außerdem benötigt man zusätzliche Einsätze für die Drosselbohrungen. Schließlich ist zu beachten, daß die zusätzlichen Bauteile eine einseitige Belastung auf den Stromregelkolben durch die Federkraft ausüben, so daß der Stromregelkolben durch die Kippkräfte einer größeren Rei bung unterliegt.These known devices require a behavior reasonably high construction costs, since special components in the form the bracket and its attachment to the flow control piston featured are seen. You also need additional bets for the throttle bores. Finally, it should be noted that the additional components a one-sided load on the Exercise flow control piston by the spring force so that the Flow control piston due to the tipping forces of a larger rei exercise is subject.

Um diese Nachteile zu vermeiden, wurde bereits in der DE A 41 01 210 eine Regeleinrichtung für eine Flügelzellen pumpe vorgeschlagen, die einen Stromregelkolben aufweist, auf dessen eine Stirnseite der Pumpendruck und auf dessen andere Stirnseite der über einer Drosseleinrichtung gelei tete Verbraucherdruck wirkt. Der Stromregelkolben wirkt als Druckwaage, wobei der Differenzdruck bei steigender Pumpen drehzahl als Meßgröße für die abgeregelte Fördermenge wirkt. Zum Einstellen des Differenzdruckes auf der Aus lasseite der Pumpe ist ein durch eine Feder belasteter Re gelkolben vorgesehen, der über eine Öffnung und eine axiale Sackbohrung mit einem Druckraum in Verbindung steht, der mit dem Auslaß verbunden ist. Mit dem Drehzahlanstieg der Pumpe läßt sich durch den auf den Kolben wirkenden Stau druck der Durchtritts-Querschnitt der Öffnung immer mehr verringern, so daß sich der auf den Stromregelkolben aus wirkende Differenzdruck erhöht. Auf diese Weise regelt der Stromregelkolben einen immer größeren Förderstrom zur Ein lasseite der Pumpe ab. Durch Vorsehen mehrerer Öffnungen am Kolben kann eine waagrechte oder eine fallende Förderstrom- Kennlinie erzielt werden.To avoid these disadvantages, was already in the DE A 41 01 210 a control device for a vane proposed pump that has a flow control piston on one end the pump pressure and on its other end of the gelei over a throttle device tete consumer pressure works. The flow control piston acts as Pressure compensator, the differential pressure with increasing pumps speed as a measured variable for the regulated delivery rate works. For setting the differential pressure on the off The inlet side of the pump is a spring loaded Re gel piston provided through an opening and an axial Blind hole communicates with a pressure chamber that is connected to the outlet. With the speed increase of the Pump can be caused by the jam acting on the piston pressure the passage cross-section of the opening more and more decrease so that the flow control piston out acting differential pressure increased. In this way, the Flow control piston an ever increasing flow to drain side of the pump. By providing several openings on Piston can be a horizontal or a falling flow rate Characteristic can be achieved.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine be triebssichere und baulich einfache Stromregelung für eine Verdrängerpumpe, insbesondere eine doppelhübige Flügelzel lenpumpe zu schaffen, mit einer betriebssicheren und bau lich besonders einfachen Förderstromregelung.The object of the present invention is to be reliable and structurally simple current control for one Displacement pump, especially a double-stroke wing handle to create a lenpump with a reliable and construction Lich particularly simple flow control.

Ausgehend von einer Förderungstromregeleinrichtung der eingangs näher genannten Art erfolgt die Lösung dieser Auf gabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs angege benen Merkmalen.Starting from a flow control device of the This type is solved at the beginning with the information specified in the characterizing part of the claim characteristics.

Die neuartige Förderstromregeleinrichtung weist also ein Regelventil mit einem verschiebbar gelagerten Regelkol ben auf, der durch eine Feder in Richtung einer Öffnung beaufschlagt wird, die mit dem ersten der druckführenden Förderräume in Verbindung steht, wobei der Regelkolben mit einer Drosselbohrung versehen ist, in die ein fest mit dem Gehäuse verbundener konischer Stift ragt, der zusammen mit der jeweiligen Stellung des Regelkolbens den Durchflußquer schnitt der dadurch gebildeten Drosselstelle bestimmt; die Drosselbohrung steht außerdem über einer Engstelle mit dem zweiten druckführenden Förderraum in Verbindung.The novel flow control device thus has a control valve with a slidably mounted control piston ben on by a spring towards an opening is acted upon with the first of the pressurized Pump rooms is connected, the control piston with a throttle bore is provided, in which a fixed with the Connected conical pin that projects together with the respective position of the control piston the flow cross cut the throttle point thus determined; the Throttle bore is also above a narrow point with the second pressure-carrying delivery chamber in connection.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.In the following the invention with reference to the drawing explained in more detail.

Die einzige Figur zeigt dabei einen Längsschnitt durch eine doppelhübige Flügelzellenpumpe mit erfindungsgemäßer Förderstromregeleinrichtung.The single figure shows a longitudinal section through a double-stroke vane pump with inventive Flow control device.

Die doppelhübige Flügelzellenpumpe mit je zwei Saug- und Drucknieren weist einen mit einer Antriebswelle 16 in Verbindung stehenden Rotor 17 auf, der mit Schlitzen verse hen ist, in denen in herkömmlicher Weise Flügel 18 ver schiebbar gelagert sind. Rotor und Flügel sind innerhalb eines Kurvenringes 19 angeordnet; mit 20 ist eine Stirn platte, mit 21 eine Steuerplatte und mit 13 ein Wellen dichtring bezeichnet.The double-stroke vane pump, each with two suction and pressure kidneys, has a rotor 17 connected to a drive shaft 16 , which is provided with slots verses, in which vanes 18 are slidably mounted in a conventional manner. The rotor and blades are arranged within a cam ring 19 ; with 20 is an end plate, with 21 a control plate and with 13 a shaft sealing ring.

Neben dem herkömmlichen Strombegrenzungsventil 8 im Gehäuse 11 der Flügelzellenpumpe, das mit einem Deckel 14 versehen ist, ist erfindungsgemäß ein Regelventil vorgese hen, welches einen verschiebbar gelagerten Regelkolben 3 aufweist, der durch eine Feder 10 in Richtung einer Öff nung 1 beaufschlagt wird, die mit dem ersten der beiden druckführenden Förderräume in Verbindung steht. Die Fe der 10 ist dabei in einer Kolbenkammer 15 angeordnet. Der Regelkolben 3 ist ferner mit einer Drosselbohrung 2 verse hen, in die ein fest mit dem Gehäuse 11 verbundener konisch ausgestalteter Stift 12 ragt.In addition to the conventional current limiting valve 8 in the housing 11 of the vane pump, which is provided with a cover 14 , a control valve is hen according to the invention, which has a displaceably mounted control piston 3 , which is acted upon by a spring 10 in the direction of an opening 1 , which with is connected to the first of the two pressurized delivery rooms. The Fe of 10 is arranged in a piston chamber 15 . The control piston 3 is also hen with a throttle bore 2 verses into which a fixedly connected to the housing 11 protrudes conical pin 12 .

Die Drosselbohrung 2 steht außerdem über eine Engstel le 7 mit dem zweiten druckführenden Förderraum 6 in Verbin dung, wobei letzterer ringförmige ausgestaltet ist.The throttle bore 2 is also connected via a narrow part 7 to the second pressure-carrying delivery chamber 6 , the latter being annular.

Bei der erfindungsgemäßen Flügelzellenpumpe fließt der von einer Druckniere stammende halbe Förderstrom über die Öffnung 1 zur Drosselbohrung 2 im Regelkolben 3 und weiter über den Auslaß 4 zum Verbraucher, beispielsweise eine Hilfskraftlenkung. Der von der zweiten Druckniere stammende halbe Förderstrom wird über eine Öffnung 5 in der Steuer platte 21 in den ringförmigen Förderraum 6 geleitet und fließt über die Engstelle 7, die Drosselbohrung 2 und den Auslaß 4 ebenfalls zum Verbraucher.In the vane pump according to the invention, the half delivery flow originating from a pressure kidney flows via the opening 1 to the throttle bore 2 in the control piston 3 and further via the outlet 4 to the consumer, for example an auxiliary power steering system. The half from the second pressure kidney flow is fed through an opening 5 in the control plate 21 into the annular delivery chamber 6 and flows through the constriction 7 , the throttle bore 2 and the outlet 4 also to the consumer.

Der Förderstrom zum Verbraucher aus den beiden druck führenden Förderräumen steigt mit der Drehzahl proportional an bis der Abregelpunkt erreicht ist (üblicherweise bei Drehzahlen von ca. 1000 U/min), wonach das Strombegren zungsventil 8 öffnet und ein Teil des Förderstromes über den Bypass 9 zur Saugseite der Flügelzellenpumpen abgelei tet wird.The flow to the consumer from the two pressure-carrying delivery rooms increases proportionally with the speed until the cut-off point is reached (usually at speeds of approx. 1000 rpm), after which the flow limitation valve 8 opens and part of the flow via the bypass 9 Suction side of the vane pumps is derived.

Da der die Öffnung 1 durchsetzende halbe Förderstrom mit der Drehzahl der Pumpe proportional ansteigt, kommt es vor dem Regelkolben 3 zu einem kontinuierlich ansteigenden Staudruck mit der Folge, daß der Regelkolben 3 gegen die Kraft der Feder 10 in die Kolbenkammer 15 verschoben wird. Der fest im Gehäuse 11 angeordnete konische Stift 12 be wirkt dabei zusammen mit der Bewegung des Regelkolbens 3 eine Veränderung des ringförmigen Querschnitts der Drossel bohrung 2 und somit eine entsprechende Veränderung des För derstromes zum Verbraucher.Since the half flow rate passing through the opening 1 increases proportionally with the speed of the pump, there is a continuously increasing dynamic pressure in front of the control piston 3 , with the result that the control piston 3 is displaced into the piston chamber 15 against the force of the spring 10 . The fixed in the housing 11 conical pin 12 be acts together with the movement of the control piston 3, a change in the annular cross section of the throttle bore 2 and thus a corresponding change in the För derstromes to the consumer.

Die Form der Förderstromkennlinie wird hauptsächlich durch die Gestaltung des Regelstiftes 12 bestimmt, wobei auch die Feder 10 und die Engstelle 7 die Förderstromkenn linie beeinflussen.The shape of the flow characteristic is mainly determined by the design of the control pin 12 , with the spring 10 and the constriction 7 influencing the flow characteristic.

Die erfindungsgemäße Förderstromregeleinrichtung eig net sich bei entsprechender Gestaltung für alle Arten von Verdrängerpumpen. The flow control device according to the invention with appropriate design for all types of Positive displacement pumps.

Reference list

11

Öffnung
opening

22nd

Drosselbohrung
Throttle bore

33rd

Regelkolben
Control piston

44th

Auslaß
Outlet

55

Öffnung
opening

66

Förderraum
Funding area

77

Engstelle
Constriction

88th

Strombegrenzungsventil
Current limiting valve

99

Bypass
bypass

1010th

Feder
feather

1111

Gehäuse
casing

1212th

Stift
pen

1313

Wellendichtung
Shaft seal

1414

Deckel
cover

1515

Kolbenkammer
Piston chamber

1616

Antriebswelle
drive shaft

1717th

Rotor
rotor

1818th

Flügel
wing

1919th

Kurvenring
Curve ring

2020th

Stirnplatte
Faceplate

2121

Steuerplatte
Control plate

Claims

Flow control device for positive displacement pumps, in particular double-stroke vane pumps, for conveying egg nes pressure medium from a container to a consumer, the vane pump having a housing in which a rotor connected to a drive shaft is arranged, which has slidably mounted wings in radial slots, and which is mounted within a cam ring and the vane pump has a flow limiting valve, two pressure-carrying delivery chambers and a control valve for the flow flowing to the consumer, characterized by the following features:
the control valve has a displaceable control piston ( 3 ) which is acted upon by a spring ( 10 ) in the direction of an opening ( 1 ) which communicates with the first pressure-carrying chamber;
the control piston ( 3 ) has a throttle bore ( 2 ) into which a conical pin ( 12 ), which is fixed to the housing ( 11 ), projects
the throttle bore ( 2 ) is connected to the second pressure-carrying delivery chamber ( 6 ) via a constriction ( 7 ).