DE2015610A1 - Mit einer Steuervorrichtung versehene Pumpe - Google Patents
Mit einer Steuervorrichtung versehene PumpeInfo
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Description
Patentanwälte Dipl.-Ing. F, Weickmann, ."
Dipl.-Ing. H.Weigkmann, DiPL.-pHys. Dr. K.FiNCKE
• Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber
8 MÜNCHEN 86, DEN
POSTFACH 860 820
IGA
Toyoda Koki Kabushiki Kalsa
Mit einer Steuervorrichtung versehene Pumpe.
Die Erfindung betrifft im wesentlichen derartige Pumpen,
die zur Umwandlung der Drehenergie einer Fahrzeugantriebsmasehine
in Druckenergie eines Fluidums dienen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Kreiselpumpe, die mit
einer Steuervorrichtung kombiniert ist und in geeigneter
Weise für eine Servolenkung eines Fahrzeugs verwendet
werden kann» /
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GQ98A2/12eO
Bekanntlieh steigert eine Pumpe, die Druckflüssigkeit
an eine Servolenkung abgibt, um die von Hand aufzubringende Steuerkraft zu unterstützen, ihre Abgabemenge in
Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl, wie es an Hand der Linie a in Fig. υ gezeigt ist. Dies liegt daran,
daß die Pumpe mit den gebräuchlichen Mitteln direkt an die Fahrzeugmaschine gekuppelt ist.
Die Menge an Druckflüssigkeit jedoch, die von der Servolenkung gebraucht wird, ist sehr klein verglichen
mit der Abgabernenge, die die Pumpe liefert, wenn das Fahrzeug mit höherer Geschwindigkeit fährt. Es muß also
unabhängig von der Servolenkung Druckflüssigkeit abgegeben werden, die nicht zum Antrieb der Servolenkung dient.
Es sind bereits viele Vorrichtungen bekannt, die dazu dienen, die Menge des von der Pumpe abgegebenen Fluidums ■
in Abhängigkeit von den Erfordernissen der Servolenkung ■ konstant zu halten. Eine der interessantesten Vorrichtungen
weist eine Drosselblende in einer zu einer AbgabeÖff- W nung führenden Flüssigkeitsleitung sowie ein gleitendes
Spulenventil (spool valve) auf, das den öffnungswinkel einer By-Pass-öffnung steuert. Durch diese Öffnung wird
überflüssige Flüssigkeit in ein Reservoir abgegeben. Das Spulenventil arbeitet in Abhängigkeit von der Druck- f
differenz zwischen den vor und hinter der Drosselblende
herrschenden Drücken. Es dient dazu, die Druckdifferenz konstant zu halten und auf diese V/eise eine im wesentlichen
konstante Abgabemenge zu sichern. Die obige Vorrichtung
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3 : ■■■. ·■
hat jedoch folgende Nachteile: Es ist unvermeidlich,
daß ein erheblicher Energieverlust auftritt, wenn die Druckflüssigkeit die Drosselblende passiert. Die zum
Antrieb der Pumpe dienende Energie ist groß, da die Aufrechterhai tung einer Druckdifferenz vor und hinter der
Drosselblende ein wesentliches Erfordernis für die Steuerung des Spulenventils darstellt. Die Pumpe muß daher
Flüssigkeit mit einem Druck abgeben, der höher ist als
der, mit dem die Druckflüssigkeit der Servolenkung zugeführt
wird. Darüber hinaus ist es nicht zu vermeiden, daß trotz der Verwendung und Betätigung des Spulenventils
Schwankungen in der Durchflußmenge auftreten, und zwar
aufgrund thermischer-Effekte, die bei Temperaturweahseln
die Viskosität der Druckflüssigkeit verändern. ,
Die Erfindung ist daher darauf gerichtet, eine Pumpe
zu schaffen, bei der die Antriebsenergie für die Pumpe vermindert wird, indem das erforderliche Fluidum unabhängig
von der Pumpendrehzahl abgegeben wird.
Nach der Erfindung wird außerdem eine Pumpe geschaffen,
die mit eirfer Steuervorrichtung kombiniert ist. Die Steuervorrichtung
steuert die abgegebene Fluidunmenge in Abhängigkeit
von einem Vemsurieffekt. Die Pumpe nach der
Erfindung gestattet es, Druckflüssigkeit in konstanter
Menge abzugeben und Schwankungen der" abgegebenen Menge
zu vermeiden, die aufgrund von Änderungen der Fluidum-
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viskosität bei Temperaturänderungen auftreten können. Dabei ist die Pumpe klein in ihren Abmaßen.
Die Pumpe nach der Erfindung weist ein Gehäuse auf, das mit einer .Saugzone, einer Druckzone und mit einer die
Auslaßzone an ein Reservoir anschließenden Bypass-Leitung
versehen ist. Innerhalb des Gehäuses ist ein umlaufender Rotor angeordnet. Weiterhin ist eine Steuervorrichtung mit
einem Strömungssteuerventil vorgesehen, das ein Spulenventil umfaßt. Das Spulenventil spricht auf eine Druckdifferenz
an, die zwischen dem Druck im engsten Querschnitt eines Venturirohrs und dem Druck stromabwärts des Venturirohrs
in einer Abgabeleitung herrscht, um die Strömung durch eine Bypass-Leitung zu steuern.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung der Zeichnungen hervor, die
eia Aueführungsbeispiele nach der Erfindung darstellen.
Wk Es zeigen:
Pig. 1 einen Längsschnitt durch eine Kreiselpumpe nach der Erfindung*
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 in Pig. I;
Pig. 3 einen Teilschnitt entlang der Linie 3-3 in
Pig. 2;
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Fig..4 einen Schnitt entsprechend Fig. 1 durch eine andere Ausführungsform einer Kreiselpumpe nach der Erfindung.
Fig. 5 einen Teilschnitt entlang der Linie 5-5 in
Fig. 4; ■ -.·■"■_
Fig. 6 ein Diagramm, das die Charakteristik der Kreiselpumpe
nach der Erfindung darstellt;
Fig. 7 eine hydraulische Schaltung mit der Kreiselpumpe nach der Erfindung;
Fig. 8 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform einer Kreiselpumpe, nach der Erfindung;
Flg. 9 einen Schnitt entlang der Linie 9-9 in Flg. 8;
Fig. Io einen Schnitt entlang der Linie lo»lo in Fig.
Entsprechend Fig. 1 und 2 ist eine zylindrische Hülse
12 in einer zylindrischen Bohrung 11 eines Gehäuses Io
vorgesehen. In der Hülse 12 kann ein Rotor I"j5 umlaufen.
Zwei flüssigkeitsdichte Scheiben· 14 und 15 liegen an
gegenüberliegenden Seiten der Hülse 12 und des Rotors IJ an.
Das offene Ende des Gehäuses Io (rechterHand in Fig. 1)
ist mit einem Stopfen 16 verschlossen, der über einen Gewindering 17 nach links gedrückt wird. Der Gewindering
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17 ist in daa Gehäuse Io eingeschraubt und sichert die
Lage der Scheiben 14 und 15, der Hülse 12 und des Rotors 1^· Außerdem ist eine Arretierung 71 in das Gehäuse Io
eingeschraubt und sichert den Gewindering 17. Das Gehäuse Io und der Stopfen 1-5 sind mit koaxialen, nach außen gerichteten
Abschnitten loa und 16a versehen, in denen jeweils Lager 19a und 19 sitzen. Das Lager 19 wird an
seinem Platz in dem nach außen ragenden Abschnitt 16a von. einem Sprengring 16b festgehalten. Eine Dichtung 19b zum
Verhindern eines Herausleckens der Betriebsflüssigkeit wird von einem Sprengring 19c in seiner Lage in dem nach
außen ragenden Abschnitt loa festgehalten. In den Lagern 19 und 19a läuft eine Antriebswelle 18 für den Rotor 12,
die an einem Ende mit üblichen Mitteln an die nicht gezeigte Fahrzeugmaschine angekuppelt ist. Ein Nockenring 2o mit
nicht kreisförmiger Ausbildung stellt den Rotor 13 der
Pumpe dar und ist in der Mitte auf der Antriebswelle 18 befestigt. Einzelheiten des. Rotors werden noch im weiteren
beschrieben.
Zwischen einer inneren zylindrischen Bohrung 21 der Hülse 12 und dem Rotor 13 ist eine mondförmige Aussparung
21a vorgesehen. Eine Anzahl axialer Nuten 22 ist am Umfang und jeweils unter Einhaltung des gleichen Abstandes
rund um die innere Bohrung 21 angeordnet. Innerhalb jeder der Nuten 22 sitzt ein Anlagestück 23, das über eine Druckfeder
24 gegen den Außenumfang des Rotors 13 gedrückt wird.
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Die Druckfeder 24 liegt zwischen dem Anlagestück 25 und der
Nut 22. Aufgrund der Gleitführung der Anlagestücke 25
zwischen dem Rotor 15 und den Seitenwänden der Nuten 22
wird die mondförmige Aussparung 21a in eine Mehrzahl von
Pumpehkammern 25 unterteilt. Fig. 2 zeigt sechs derartiger Anlagestücke 25. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß
die Anzahl der Anlagestücke nicht auf sechs beschränkt ist. An einer Seite jedes Anlagestücks 25 isi eine Einkerbung
25a angeordnet, durch die die Flüssigkeit der Pumpenkammern zur rückwärtigen oder äußeren Seite des Anlagestücks 25
geleitet wird. Insbesondere werden im Fall von Fig. 2 die rechts gezeigten Anlagestücke 25 vom Abgäbedruck in
den Pumpenkammern gegen den Außenumfang des Rotors 15
gedrückt, um eine direktere Gleitführung zwischen diesen
Teilen zu erzielen.
Am Außenumfang des Nockenrings 2o, der das Hauptelement
des Rotors 15 darstellt, sind diametral einander gegenüberliegend konzentrische .Abschnitte R1 und R2 ausgebildet.
Der erste konzentrische Abschnitt R, stellt einen Kreisbogen dar* dessen.*Mittelpunkt auf der Achse der Antriebswelle
18 liegt« Sein Badius entspricht fast dem der inneren
Bohrung 21 der Hülse 12, um eine Gleitführung zwischen
diesen Teilen herzustellen. Der zweite konzentrische Abschnitt R2 ist ebenfalls als Kreisbogen mit dem gleichen
Mittelpunkt ausgebildet* Jedoch ist sein Radius kleiner als der der inneren Bohrung 21. Die beiden konzentrischen
Abschnitte sind miteinander durch gegenüberliegende glatte
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Flächen Cj und C2 verbunden. Auf diese Weise entsteht eine
mondförmige Aussparung zwischen dem Rotor Ij5 und der inneren
Bohrung 21, wie es bereits oben erwähnt wurde. Die gegenüberliegenden
Flächen C1 und C2 werden im weiteren als
exzentrische Abschnitte bezeichnet. Die Verbindungspunkte zwischen den konzentrischen Abschnitten R1 , R2 und den
exzentrischen Abschnitten C1, C2 sind als sanfte übergänge
ausgebildet, um abrupte Veränderungen in der Krümmung zu vermeiden. Die konzentrischen Abschnitte R, und R2 sorgen
für eine optimale Abdichtung zwischen dem Rotor I^ und
den Anlagestücken 23, da letztere dicht und sanft den
radialen Änderungen am Umfang des Rotors 13 folgen. Die
Anlagestücke 23 beginnen mit ihrer radialen Verschiebungsbewegung,
nachdem sie auf den konzentrischen Abschnitten geruht haben, die ja in radialer Richtung keine Veränderungen
ihrer Form aufweisen.
Eine Ausnehmung 26 liegt in der Mitte des ersten exzentrischen Abschnitts C* zwischen den Enden des Rotors. Die
Ausnehmung ist an eine Saugleitung 27 angeschlossen, die ihrerseits koaxial, in der Antriebswelle l8 vorgesehen ist.
Der zweite exzentrische Abschnitt C2 trägt eine Ausnehmung
28, die an eine Druckleitung 29 angeschlossen ist. Die Druckleitung liegt im Außenumfang der Antriebswelle 18 und
ist sowohl gegen einen Sammelkanal jk> in der Seitenwand des Gehäuses lo, als auch gegen einen relativ kleinen
freien Raum zwischen der Scheibe 15 und dem Stopfen 15 geöffnet. Da auf diese Weise die Scheiben lh und I5 Je-
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Enden des. Raftors 1>
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hineintreten läßt, wenn die Flüssigkeit mit dem Abgabezyklus beginnt.
Bei der Kreiselpumpe nach der Erfindung ist die mondförmlge
Aussparung 21a zwischen dem Rotor 12 und der inneren
Bohrung 2X der Hülse Im wesentlichen in ein Paar von
Zonen unterteilt, d.h., in eine Zone für den Saugzyklus und in eine Zone für den Druckzyklus. Die Zone für den
Saugzyklus, die dem ersten exzentrischen Abschnitt G1
entspricht, wird bei der bevorzugten Ausführungsform nach
Fig. 2 von den Anlagestücken 23 in zwei oder drei Pumpenkammern
unterteilt. Die einzelnen Pumpenkammern stehen über die Ausnehmung 2o mit der Saugleitung 27 in. Verbindung.
Die Zone für den Druck- oder Abgabezyklus (rechterHand
in Fig. 2), die dem zweiten exzentrischen Abschnitt Cg
entspricht, ist über die Aiasaelmrag 28 an die Druckleitung
29 angeschlossen. W&mx sieb, der Rotor entsprechend dem
Pfeil A in Fig.. 2 im Uhrzeigersinn dreht,, vergrößert sich
das Volumen in der Zone für den Saugzyklus, wodurch Flüssigkeit aus der Saugleitung 27 angesaugt wird. Das Volumen
in der Zone für den Druckzyklus vermindert sich dementsprechend, so daß Flüssigkeit in. die Druckleitung 2.9 abgegeben
werden kann.
Eine äußere Abdeckung 33 umschließt das Gehäuse Io und
bildet ein Reservoir 34 für die Flüssigkeit. Das offene
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Ende der Abdeckung ist gemäß Fig. 1 über einen Gummiring
73 abgedichtet, der zwischen die Abdeckung 33 und das Gehäuse Io eingelegt ist, um ein Herauslecken der Flüssigkeit
zu verhindern; Ein abnehmbarer Deckel 72 zum Ausgießen
von Flüssigkeit ist oben auf der Abdeckung 33 angeordnet.
Da die Saugleitung 27 koaxial in der.Antriebswelle. 18 und
die Druckleitung 29 in deren äußerem Umfang angeordnet sind, dient die durch die Drehung des. Rotors entstehende
Zentrifugalkraft dazu, den mechanischen Wirkungsgrad der
Kreiselpumpe zu erhöhen. Die Zentrifugalkraft, 41e das
Ansaugen der.Flüssigkeit aus der Saugleitung 27 in die Kammern des Saugzyklus einleitet, ist größer als· diejenige
Zentrifugalkraft, die im Druckzyklus- entgegen dei? Abgaberichtung
der Flüssigkeit aus den Kammern in die. Druckleitung 29 wirkt.
Dieflüssigkeitwird Übet·' eineAnsaugöffnung 3'5>. die
gegen das Reservoir; >4 jgeÖfJTnet ist, über eine Öffnung; 71a
der Arretierung,71 in die Saugleitung 27.eingesaugt. Sie
wird in die Druckleitung 29 abgegeben und gelangt von hier
aus in eine zu einer Steuervorrichtung 3ß gemäß.Fig* 3
gehörende Abgabeleitung'39» und zwar dur?ch den Sammelkanal
3o und eine vertiefte Leitung 37·
Die Steuervorrichtung. 3B, die die Durchflußmenge und
den Druck des abgegebenen Fluidums steuert, wird-an-Hand.
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Q MU */1149-.-
BAD
der Figuren 1, 2 und 3 beschrieben. Im Gehäuse Io ist
eine Bohrung 4o vorgesehen. An einem Ende dieser Bohrung sitzt ein Anschlußstück 42 mit einer Abgabeöffnung 41.
Das andere Ende ist zum Abschluß der Bohrung mit einem flüssigkeitsdichten Stopfen 43 versehen. Die Abgabeleitung
39 ist an die Bohrung 4o angeschlossen, so daß das Druckfluidum, das unter der Pumpwirkung des"iiotors 13 in die
Druckleitung 29 gelangt, In die Bohrung 4o gefördert wird.
In der Bohrung 4o gleitet ein Spulenventil 44 (spool valve), das mit einem Durchgang 45 und einer an den Durchgang angeschlossenen
Fluidumleitung 46 versehen ist. Die Pluidumleitung steht mit der Abgabeöffnung 41 über den engsten
Querschnitt 47 eines Venturirohrs in Verbindung. Dieser
engste Querschnitt ist gegenüber dem Durchmesser der anschließenden Leitungen verjüngt ausgebildet, um das durchströmende
Druckfluidum zu beschleunigen. Die Abgabeleitung 39, der Durchgang 45, die Fluidumleitung 4'5 und der engste
Querschnitt 47 bilden eine Auslaßleitung. Vom engsten Querschnitt 47 des Venturirohrs führt eine kleine radiale
öffnung 48 zu einer dünnen, im Spulenventil vorgesehenen Leitung 49* die In einer rechts liegenden Steuerkammer
44a zwischen dem Spulenventil 44 und dem Stopfen 43 endet.
Außerdem ist eine linke Kammer 44b zwischen dem Anschlußstück 42 und dem Spulenventil 44 vorgesehen. Zwischen
dem Spulenventil 44 und dem Stopfen 43 liegt in der Steuerkammer
44a eine Druckfeder 5o, um das Spulenventil nach links und damit in eine Richtung zu drücken, in der eine
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Bypass-Öffnung 51 geschlossen wird. Damit wird das
Spulenventil 44 nach links sowohl von der Kraft, der Druckfeder
5o als auch zusätzlich dazu durch den Flüssigkeits- .
druck gepreßt, der über die Öffnung 48 und die Leitung 49
vom engsten Querschnitt 47 abgenommen wird» Eine Belastung
des Spuleaventils nach rechts erfolgt über den Flüssigkeitsdruck
stromabwärts des engsten Querschnitts 4.7» Das Spulenventil
44 verschiebt sich also in Abhängigkeit vom Unterschied
der Krä'fte, die an seinen gegenüberliegenden Enden
angreifen. Der offnungsciuerschnitt der in der Bohrung 4o
liegenden Bypass-öffnung 51 wird über die Verschiebung des
Spulenventils 44 gesteuert* Die Bypass-Öffnung 51, durch
die überschüssiges Fluidum an das Reservoir J** abgegeben
wird, ist über eine Bypass-Leitung 52 im Gehäuse Io an den
Äußenumfang des Stopfens 16 angeschlossen, Über einen weg*
geschnittenen Teil lob am Rand des Stopfens 16 gelangt die
Bypass-Flüssigkeit in.das Reservoir 34.
Der Druck., · der der SteuerkanMer 44a vom engsten Querschnitt
47 dureto d"ie Öffnung 48 und die Leitung 49 ,züge·*
führt wird, ändert -sich in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit
des Fluidums durch den engsten Querschnitt 47» - Ein Druckabfall im eiigsten Verschnitt 47 wird von
der Durciaflüßgöschwindigkeit bestimmt« Wenn also die
DurGhflu%esöhWiLridigkeit tooch ist, ist der Dru&kabfall groß.
V/ird dagegen die DurchfliiiBgeschWlndigkeit vermindert, so
nimtnt auch der Druckabfall ab. Die Druckänderungen werden
BAD OBIGlNAL
über die öffnung 48 und die Leitung 49 auf die Steuerkammer
44«übertragen. Auf diese Weise spricht das Spulenventil
44 auf die Durchflußgeschwindigkeit des Pluidums durch den engsten Querschnitt 47 des Venturirohr an und
hält eine konstante Durchflußgeschwindigkeit aufrecht, indem es das öffnen und Schließen der Bypass-Öffnung 51
steuert. Damit afe Durchflußmenge pro Zeiteinheit, die aus der Abgabeöffnung 4l austritt, auf dem Wert gehalten, der
von den Erfordernissen der Servolenkung bestimmt ist. Die Servolenkung dient dazu, die von Hand aufzubringende
Lenkkraft zu unterstützen.
Läuft jedoch der Rotor bei der ersten Ausführungsform
mit ziemlich hoher vorbestimmter Drehzahl, so fällt die Menge des durch die Abgabeleitung strömenden Druckfluidums
entsprechend der Linie c nach Fig. β ab. Versuche haben ergeben, daß die vorbestimmte Drehzahl mehr als drei- bis
viertausend Umdrehungen pro -Minute beträgt.
Im Gehäuse Io sitzt ein Kugelventil 5j5, das von einer
Druckfeder 55 gegen einen Ventilsitz 56 in einer Leitung
57 gepreßt wird. Die Druckfeder liegt zwischen dem Kugelventil 55 und einem Stopfen 54, der entsprechend Fig. 5
in das Gehäuse eingeschraubt 1st. Das Kugelventil 53>,
die Druckfeder 55 und der Ventilsitz 56 stellen ein Entlastungssteuerventil
bekannter Art dar. Die Leitung 37 ist zur Steuerkammer 44?i hin geöffnet, um das Kugelventil
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53 mit dem Druck in der Steuerkammer zu beaufschlagen.
Wann der Druck innerhalb der Steuerkammer 44a ein vorbestimmtes,
durch die Druckfeder 55 festgelegtes Niveau übersteigt, so hebt das Kugelventil 5>
von seinem Ventilsitz 56 ab, d.h., es bewegt sich gegen die Kraft der Druckfeder
55 nach oben. Auf diese Weise kann Druckfluidum aus der Steuerkammer 44a'durch die Leitung 57 und einer öffnung
58 in die Bypass-Leitung 52 gelangen. Die öffnung 58
verbindet die Bypass-Leitung 52 mit dem Entlastungssteuerventil.
Wnn Druckfluidum aus der Sfeeuerkammer 44a in
die Bypass-Leitung 52 abgeblasen wird, so bewegt sich das
Spulenventil 44 nach rechts und läßt den Durchfluß durch
dii Bypass-Leitung ansteigen. Der Druck in der Steuerkammer 44a wird aufgrund der Drosselwirkung der öffnung 48
und der Leitung 49 nicht ausgeglichen, während das, Kugelventil 52 von seinem Ventilsitz 56 abgehoben ist. Dementsprechend
übersteigt der maximale Druck der abgegebenen Flüssigkeit nicht den vorbestimmten Wert.
Eine hydraulische Schaltung mit einer Kreiselpumpe nach
der Erfindung geht schematisch aus Fig. 7 hervor.
Die Figuren 4 und 5 zeigen eine zweite AusfUhrungsform
nach der Erfindung. Die zweite Ausführungsform sieht
insbesondere ein abgewandeltes Venturirohr l47a vor, das außerhalb eines Spulenventils 144 angeordnet ist. Die
, 15 >
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folgende Beschreibung betrifft lediglich Teile, die von
der ersten Ausführungsform abweichen. Parallel zu einer
Bohrung I4o ist im Gehäuse Io eine Abgabeleitung 60 vorgesehen.
Die Abgabeleitung 60 und' die Bohrung l4o sind über eine Leitung 61 an die vertiefte Leitung J57 angeschlossen.
Ein Spulenventil 144 gleitet in der Bohrung l4o und steuert den Pluidumdurchfluß "durch die an das
Reservoir angeschlossene Bypass-Öffnung 5I. In einer links angeordneten Steuerkammer 144a liegt eine Druckfeder 5o,
die das Spulenventil in der Richtung belastet, in der die Verbindung zwischen der Leitung 6l und der Bypass-Öffnung
51 geschlossen wird*. Die Abgabeleitung 60 ist an eine
Abgabeöffnung l4l angeschlossen. Außerdem ist ein Venturirohr l47a mit einem engsten Querschnitt 147 in der
Mitte der Abgabeleitung Ιβο vorgesehen. Eine radiale Drosselöffnung 62 im engsten Querschnitt 147 führt durch
das Venturirohr I47a über eine Leitung 63 in die Steuerkammer
144a. D^r Druck Im engsten Querschnitt 147 wird
also über die radiale Drosselöffnung 62 und die Leitung auf die Steuerkammer übertragen. Andererseits wird der
Druck stromabwärts des engsten Querschnitts 147 in eine
andere Kammer am rechten Ende des Spulenventils- 144 durch eine Leitung 64 eingelassen. Nimmt die Strömungsgeschwindigkeit
des Druckfluidums im engsten Querschnitt 147 zu, d.h., steigt die Durchflußmenge an, so wird der
Druckabfall im engsten Querschnitt 147 größer. Damit erhöht sich auch die Differenz derjenigen Kräfte, die an
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2Qi5ß1Q
gegenüberliegenden Enden des-SpulenvenMls angreifen*
Das Spulenvenfcll Yersöhiebi; sioft also näöti links lana
eriiöht "den I)uröiifriaß 3uröh die Bypass-Öffnung §1* Nimmt
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spiel mit Sem %ehäuse der Kreiöeiptimf>e irerfeündeh»
kann d«s Heservoir 2j4 vorzugsweise Vöh, der
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wenn es erfb^^
mit noch weniger Platz auszukommen« Der für die Kreisel
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pumpe zur Verfugung stehende Raum stellt nKralich manolH
mal ein recht akutes Problem dar« nämlich bei Mittelklassewagen
oder Kombifahrzeugen (medium or compact car), deren Motorraum sehr zusaaaengedrängt 1st. Das Gehäuse ist in
zwei Abschnitte unterteilt, und zwar in ein vorderes Gehäuse 21oa und ein hinteres Gehäuse 21ob mit einer Steuervorrichtung
jj8.
Eine zylindrische Hülse 212 liegt eingeklemmt zwischen
dem vorderen Gehäuse 21oa und dem hinteren Gehäuse 21o-b. Die beiden Gehäuse tragen an gegenüberliegenden Seiten
jeweils eine Zentrierausnehmung 21oc bzw. 21od, um die
Hülse 212 genau auszurichten. Die beiden Gehäuse und die Sfülse sind über elfte Kehrzähl von Bolzen Soh äiotit miteinander
verbunden. Die Bolzen gehen durch ä&s Oehäase
21 oa sowie durch die fittl*e 212 hinäureh und sind in aas
hintere Gehäuse 21ob elng-eftelftfe&bt·. Eine Antriebswelle
218 läuft in Lagern 219a utod 21&, äie jeweils Von ien Gehäusen
21 oa und 21 ob getragen werden. Me Antriebswelle
ist ebenso ausgebildet, wie bei der ersten Aus flSirungs form,
abgesehen davon, daß die Saugleitung 27 weiter nach links verlängert und zum Außenumfang der Antriebswelle geöffnet
ist, um die durch das Lager 219a hindurchtretende Leckflüssigkeif in die Saugleitung 27 einzuführen. In der
Mitte auf der Antriebswelle 218 sitzt ein Nockenring 2o, der die gleiche Form wie bei der ersten Ausführungsform
hat und einen Rotor 1;5 darstellt. Ir^ugehörlgen radialen
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Nuten 22 am Innenumfang der Hülse 2,12 ist eine Mehrzahl
von Anlagestücken 23 angeordnet. Die AnlagestUcke werden
über zugehörige Druckfedern 24 an den Außenumfang des
Rotors 13 gedrückt. Zwischen dem vorderen Gehäuse 21Oa
und der Hülse 212 sowie zwischen der Hülse 212 und dem
hinteren Gehäuse 21ob sitzen Scheiben 214 und 215. Diese Scheiben sind flüssigkeitsdicht und greifen an gegenüberliegenden
Enden*des Nockenrings 2o und der Anlagestücke 2}
, an* " ' - . . ■ ..'.■'■
Eine Sammelleitung 57* der Druökfluidum aus einer
Druckleitung 29 im Außenumfang·der Antriebswelle 218
zugeführt wird, liegt an einem Ende des hinteren Gehäuses
2lob tind steht mit der Steuervorrichtung 38 Über eine Abgabeleitung 39 in Verbindung, die in eine Bohrung 24o im
hinteren Gehäuse 21oh£ührt. Die Bohrung 24o läuft quer
-zur Achse der Antriebswelle 218. Ihr Durohmesser ist
im mittleren Bereich erweitert, und sie steht von diesem
Bereich aus über eine Einlaßöffnung 2o5 mit dem Reservoir
234 sowie Über eine Bypass-Leitung 52 mit einer Einläßkammer 2o6 in Verbindung. Die Einlaßkammer umgibt die
- Ansaugöffnung 36· In der Bohrung 24o gleitet ein Spulenventil 244, das den Zufluß zur Einlaßkammer 2o6 über die
Bypassleitung 52 in der Weise steuert, daß der Durchfluß
durch einen engsten Querschnitt 247 eines Venturirohrs
konstant gehalten wird. Das Spulenventil 244 trägt eine
radiale öffnung 245, sowie ein Venturirohr 247a mit einem
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engsten Querschnitt 247» durch das das Druckfluidum
aus der Abgabeleitung 39 einer Abgabeöffnung 41 zugeführt wird. Die Abgabeleitung 39* die radiale öffnung 245 sowie
der engste Querschnitt 247 stellen eine Auslaßleitung dar.
Am engsten Querschnitt 247 sind eine kleine öffnung 48
sowie eine Leitung 49 vorgesehen, um Druckflüssigkeit
aus dem engsten Querschnitt 247 in eine Steuerkammer 244a
einzuleiten. Die Steuerkammer liegt zwischen dem Spulenventil 244 und einem Stopfen 2o7, der in das Gehäuse 21ob
eingeschraubt ist. In der Steuerkammer sitzt eine Druck-
250
feder , die das Spulenventil 244 nach rechts bzw. in
feder , die das Spulenventil 244 nach rechts bzw. in
die Richtung drückt, in der die Ver-bindung zwischen der
51
Bypass-öffnung V^ und der Abgabeleitung 39 entsprechend Piß· 9 geschlossen ist. An die Steuerkammer ist ein Entlastungssteuerventil entsprechend Fig. 3 sowie entsprechend der obigen Beschreibung angeschlossen, um den Druck in der Steuerkaruner unter einem vorbestimmten Niveau zu halten. Das Spulenventil 244 bei der dritten Ausführungsform steuert den Durchfluß durch die Bypass-öffnung 52 zur Einlaßkammer 2o6 in der gleichen Weise, wie es im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschrieben wurde. Dabei.kann die
Bypass-öffnung V^ und der Abgabeleitung 39 entsprechend Piß· 9 geschlossen ist. An die Steuerkammer ist ein Entlastungssteuerventil entsprechend Fig. 3 sowie entsprechend der obigen Beschreibung angeschlossen, um den Druck in der Steuerkaruner unter einem vorbestimmten Niveau zu halten. Das Spulenventil 244 bei der dritten Ausführungsform steuert den Durchfluß durch die Bypass-öffnung 52 zur Einlaßkammer 2o6 in der gleichen Weise, wie es im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschrieben wurde. Dabei.kann die
ι
regulierte Durchflußmenge durch de.i engsten Cuerschnitt 247 des Venturirohrs im wesentlichen konstant gehalten und bei einer vorbestimmten Drehzahl de.«: Rotors /er.nindert werfen.
regulierte Durchflußmenge durch de.i engsten Cuerschnitt 247 des Venturirohrs im wesentlichen konstant gehalten und bei einer vorbestimmten Drehzahl de.«: Rotors /er.nindert werfen.
Entsprechend den einzelnen Ausfuhr uniformen nach der1
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20 Ί 5 @10
Erfiridung Wird die Durchflußmenge des aus der. Abgabeöffnung·
strömenden Flüidums konstant gehalten, und zwar auch dann,
wenri sieh· die ViskosI-tat aufgrund von Temperaturschwankungen
ändert,- Derartige Temperäturschwankungen können ziemlich
groß sein", wenn die Pumpe' .für eine Servolenkung verwendet
wird. Das Spulenventil, das den Durchfluß durch die Bypas'söffnüng.steuert,
wird verschoben in Abhängigkeit von dem
Druckunterschied zwischen den an gegenüber!legenden Enden
des Spuieflventils- aufgebi'äeihten' Drücken. Der Druckunterschied
hängt von der' Strömungsgeschwindigkeit im' .engsten ™
Querschnitt bzw* vom Druckabfall Im engsten Querschnitt
ab* Dartfber hinaus' wird die Antriebs energie für die
lumpe erh'ebiiöß akgeseriMti· so daß" der Energieverlust im
engsten i^üef^chnitt des Ifenturirohrs geringer ist als der
bei gebräuchlichen VOrrlchtutogen/ die mit DfosseIb!enden
äreeifen. BoI <ä§r Vorrichtung" nach der Erfindung Ist es
Mean; wesentilöhes EriördörnlSi däid ein Druökunfcerschled
s §p§maufwart-s uiid stromäbWär't'S des eng-sfeen ^uer;s:chniijts
herfsohti Qäli&t· ilef&ffe die Ptimpe" däis Druekfluidum fast ' M
liilt der.l· gleichen· DrucKy der1 von der Servolenkung he:r
ist* D;:f Drück des äius der Pumpe austretenden
, dvh. i der DruöM stromaufwärts des engsten Q,uer- ltts,
1st wes'enfrlieh· geringer als der bei gebräuchlichen
Vorriohtungeh·* Daftiber hinaus wird der Druck in der Abgäbeö.ff-iung
tatsächlich unterhalb elnos yorbes'timmten Niveaus
ton, und >;wai· aufgrund des Batlastang
BAD ORIGINAL
das auf den Druck in der Steuerkammer anspricht.
Insbesondere wird nach· der dritten Ausführungsform der
für die Kreiselpumpe erforderliche Platz vermindert. Dies stellt ein recht akutes Problem bei Mittelklassewagen
oder Kombifahrzeusen dar, deren Motorraum sehr begrenzt ist. Eine weitere Verminderung des Platzbedarfs
ist Insbesondere dann gegeben, wenn das Reservoir 2^4
getrennt von der Kreiselpumpe angeordnet wird.
Die obige Beschreibung betrifft bevorzugte Ausführungsformen nach der Erfindung. Eg sei jedoch darauf hingewiesen,
daß dem Fachmann eine Vielzahl von Abänderungen und Modifikationen im Rahmen der Erfindung möglich sind.
BAD ORIGINAL
Claims (1)
- PatentansprücheΓΐ.J Mit einer Steuervorrichtung versehene Pumpe, die ein Gehäuse, eine Saugzone, eine Druckzone, eine die Druckzone mit der Saugzone verbindende Bypassleitung, eine Abgabeleitung und eine Abgabeöffnung aufweist, gekennzeichnet durch ein Venturirohr mit engstem Ouerschnitt (47, X1Vf,' 247) in der die Druckzone mit der Abgabeöffnung verbindenden' Abgabeleitung zur Erzeugung eines Druckabfalls im durchströmenden Fluidum, durch eine Bohrung (4o, I4o, 24o) im Gehäuse (lo, 21-ob), die an die Bypass-Leitung (52) und an die Druckzone angeschlossen ict, und durch ein Ventil"(44, 144, 244), das in der Bohrung (4o, l4o, 24o) gleitet, federnd in eine Richtung gepreßt wird, in der es eine Veruindung zwischen der Druokzone und der Bypass-L itung (52) unterbricht, und an einem Ende der Bohrung (4o, l4o, 24o) eine an den engsten Querschnitt (47, 147, 247) des Venturirohrs angeschlossene Steuerkammer (44a, 144a, 244a) sowie am anderen Ende der Bohrung eine strom abwärts des errgsten Querschnitts angeschlossene Druckkammer (44b) bildet.?.. Pumpe nach Anspruch 1, g e k e. η η ζ e i c h ne t durch ein Err„ 1 as tungs steuerventil (5.)), das auf den Druck, in der Steuc:vca::mer (44a,-l44a, 244r;) rnüpricht und die Steuer-ί aura er bei Erreichen eines vorbestimm^cr.i Druckni/eaur, gegen0 0 984 2/1260 BAD originaldas Reservoir (34, 234) lüftet, um den Druck des durch den engsten Querschnitt (47, 147, 247) des Venturirohres strömenden Pluidums unter dem vorbestimmten Wert zu halten.3·. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeich net durch eine Ansaugöffnung (36), die mit der Bypassleitung (52) zur Aufnahme überschüssigen Fluidums in Verbindung steht, durch eine zylindrische Hülse (12, 212), innerhalb des Gehäuses, durch eine Antriebswelle (18, 218), die drehbar in der zylindrischen Hülse angeordnet 1st und eine Druckleitung (29) sowie eine zur Ansaugöffnung geöffnete Saugleitung (27) aufweist, durch einen innerhalb der Hülse auf der Antriebswelle befestigten Rotor, durch eine Mehrzahl von Anlagestücken (23)* die in radialen Nuten (22) am Innenumfang der Hülse sitzen und federnd gegen die äußere Umfangsfläche des Rotors gepreßt werden, und durch das Merkmal, daß das Ventil (44, 244), das in der an die Druckleitung (29) angeschlossenen Bohrung (4o, 24o) sitzt, das Venturirohr mit dem engsten Querschnitt (47, 247) aufweist.4. Pumpe neon eine:n der Ansprache 1 bis 3* dadurch r e k e η .* zeichnet, daß das auf den Druck in der Ste-jerksnnier r-m-prechende Entlastungssteuerventil (53) (Ue öto"c-iij:.'-.....ier gegen die Bypass-Leitung (52) lüftet und äse Yen·.:; 3 (·-■··, 144, 244) in eine stellung gleiten läßt, ':i .?<■:· ;;i Β;Γηε::--öffnung (5I ) weiter r<:.-",ffnet ist.0Q9842/126Q6 ORIGINAL9t«r5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e η η ζ ei ahne t, daß das Venturirohr mit dem engsten Querschnitt (147) in einer Abgabeleitung (6o) außerhalb des Ventils (l44) angeordnet ist.6. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch g e k e η η ζ e i c h net, daß das Gehäuse aus einem vorderen Gehäuse (21oa) und einem hinteren Gehäuse (21ob) besteht, von denen eines die Bohrung (24o) aufnimmt, und daß die Hülse (212) zwischen dem vordem und dem hinteren Gehäuse eingeklemmt ist.009842/1260Leerseife
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Family Applications (1)
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