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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung betrifft im Allgemeinen eine hydraulische Lenkhilfepumpe für Fahrzeuge, insbesondere betrifft die Erfindung eine hydraulische Lenkhilfepumpe für Fahrzeuge, die die Temperatur eines Lenksystems eines Fahrzeugs senken kann.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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In den letzten Jahren kam es aufgrund der schnellen Entwicklung der Volkswirtschaft, wie beispielsweise der Fahrzeugindustrie, zu einer steigenden Nachfrage nach Fahrzeugen mit großen Tonnagen und mit dualem Vorderachsenaufbau zum Beladen sowie für das Berg- und Bauwesen. Das beim Fahren erforderliche Drehmoment für das Lenken des Vorderrads steigt mit steigender Nutzlast, was wiederum ein Vergrößern des Durchmessers der Lenkzylinderbohrung erforderlich macht, wodurch der Volumenstrom der Lenkpumpe erhöht wird, währenddessen das mit dem Kraftzylinder ausgestattete Fahrzeug mit dualem Vorderachsenaufbau darüber hinaus einen zusätzlichen bestimmten Volumenstrom erfordert. Je größer die Anforderungen an den Volumenstrom sind, desto höher steigt ist die entsprechende Temperatur des Lenksystems. Angesichts unterschiedlicher Betriebsbedingungen der derzeitigen inländischen Fahrzeuge, wie beispielsweise schwere Überlastung, schlechte Straßenzustände oder unsachgemäßer Gebrauch durch Kunden und so weiter, sind hohe Temperaturen eher zu erwarten. Da die Komponenten der Lenkhilfepumpe noch immer präzise gefertigt sind, werden sie sich bei einer hohen Temperatur ausdehnen, so dass die Reibung zwischen ihnen ansteigt und das Öl des Lenksystems bei der hohen Temperatur dünn oder umgewandelt wird, was sich auch auf die Lebensdauer eines Lenksystems auswirkt.
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Derzeit verwendet die Lenkpumpe aus dem Stand der Technik einen vorderen Hohlraum (in der Nähe des Antriebsrads) in einer Niederdruckanordnung wie in 1 dargestellt, die im Wesentlichen einen Pumpenkörper 3, eine hintere Abdeckung 19, eine hintere Ölverteilerplatte 10, Stator 12, Rotor 13, Flügel 14, vordere Ölverteilerplatte 15, Fixierstift 11, eine Pumpenwelle 17, ein Lager 2, ein in einer Ventilbohrung des Pumpenkörpers 3 installiertes Regelventil für den Durchfluss, Ventilsitz 8 und einen konischen Ventileinsatz 6 sowie mehrere Dichtungen und Federn umfasst. Dabei ist ein Hochdruck-Ölkanal B in der Nähe der hinteren Abdeckung 19 angeordnet.
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2 zeigt detailliert die Anordnung eines internen Hochdruck-Ölkanals 21 des Pumpenkörpers 3 in der Lenkpumpe (der mit gekreuzter Schraffur dargestellte Abschnitt), die Anordnung des Hochdruck-Ölkanals 21 ist lang und weist eine Umlenkung auf, wodurch beispielsweise die folgenden Fehler entstehen:
- (1) Drei Bohrungen des in 2 dargestellten Abschnitts des Hochdruck-Ölkanals mit mittlerem Durchflussprofil sind durch Fertigung erforderlich, deren Verfahren komplex ist und die Kosten erhöht; darüber hinaus beeinträchtigt der Kanalabschnitt des nicht glatten Übergangs den gleichmäßigen Durchfluss des Hochdrucköls,
- (2) aufgrund eines zu langen Kanals kommt es zu Fließdruckverlusten, die auf der einen Seite an sich nicht bei normalen Betriebsbedingungen auftreten, selbst nicht bei Richtungswechsel oder einem schwierigen Lenkvorgang, auf der anderen Seite werden die Stabilität und die Lebenszeit des Lenksystems verringert, da der Fließdruck nicht dem erforderlichen Wert entsprechen kann,
- (3) der zu lange und komplexe Kanal kann dazu führen, dass die Öltemperatur zu schnell ansteigt, so dass das gesamte System eine hohe Temperatur aufweist (die Öltemperatur von Bau- und Bergbaufahrzeugen kann beispielsweise von 100 °C bis 160 °C reichen), wodurch der Alterungsprozess der Dichtung beschleunigt wird und schnell zu Leckagen führt.
Währenddessen kann die hohe Öltemperatur auch dazu führen, dass die Viskosität des Öls schnell abnimmt, was zu einem Verschleiß der internen Komponenten des Lenksystems führt, so dass es zu einer erheblich verkürzten Lebensdauer des Lenksystems kommt.
- (4) Das flüssige Öl des Lenksystems kann niemals vollständig die Durchsetzung mit Verunreinigungen beseitigen. Es gibt bei einem Ventilsitz in einer Pumpenkörpereinheit einer herkömmlichen Lenkhilfepumpe im Wesentlichen zwei Anordnungen: eine Anordnung ohne Siebeinsatz, bei dem Verunreinigungen 22 die konische Ventildichtung 23 blockieren, wodurch es zu einer undichten Abdichtung kommt und ein Druckaufbau nicht zustande kommt, selbst nicht bei Richtungswechsel oder einem schwierigen Lenkvorgang, und eine weitere Anordnung mit einschichtigem Abscheider 24 mit tiefer Struktur, wobei sich die Verunreinigungen schnell auf dem Abscheider ansetzen, wodurch es sogar zu einem Bersten des Lenkpumpenkörpers kommen kann, da der Abscheider vollständig mit Verunreinigungen blockiert ist und unter hohem Druck steht (wie in 3 dargestellt).
- (5) Wie in 4 dargestellt, wird der innere Ölrücklaufkanal innerhalb des Pumpenkörpers herkömmlich durch Bohren senkrecht zur Ausrichtung der Ventilbohrung hergestellt, wobei die Bohrung kreisförmig ist. Mit der kleinen Öffnung der Form, die zu einer hohen Überströmmenge führt, kommt es leicht zu einem schnellen Temperaturanstieg durch die Überströmmenge, selbst bei hoher Temperatur, wodurch es zu einem Verschleiß der internen Komponenten der Lenkpumpe kommt und deren Lebensdauer verkürzt.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die vorstehenden technischen Probleme aus dem Stand der Technik zu lösen und eine Lenkhilfepumpe zum Senken der Temperatur von der Wärmequelle bereitzustellen, wobei die Öltemperatur des Fahrzeuglenksystems gesenkt und deren Lebensdauer verbessert wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Lenkhilfepumpe gelöst, die einen Pumpenkörper umfasst, in dem ein innerer Hohlraum gebildet wird, wobei eine hintere Ölverteilerplatte, eine Flügeleinheit mit Statoren, Rotoren und Flügeln, vordere Ölverteilerplatte und Druckfedern nacheinander in dem inneren Hohlraum von seinem hinteren Abschnitt zum vorderen Abschnitt angeordnet sind, wobei eine Pumpenwelle in dem inneren Hohlraum des Pumpenkörpers angeordnet ist, nachdem die hintere Ölverteilerplatte, die Flügeleinheit und die vordere Ölverteilerplatte hintereinander angeordnet zu einer Einheit zusammengefasst sind, deren vorderes Ende nach außen aus dem vorderen Abschnitt des Pumpenkörpers herausragt und darüber hinaus in ein Antriebsrad greift, und deren hinteres Ende in der hinteren Ölverteilerplatte gestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die vordere Ölverteilerplatte von der vorderen Wand des inneren Hohlraums des Pumpenkörpers umschlossen ist, um einen vorderen Auslasshohlraum zu bilden, wobei eine am äußeren Umfang des inneren Hohlraums des Pumpenkörpers gebildete Ventilbohrung mit dem vorderen Auslasshohlraum kommuniziert, ein Regelventil für den Durchfluss in der Ventilbohrung angeordnet ist, der vordere Auslasshohlraum mit einer Ölauslassöffnung am vorderen Abschnitt des Pumpenkörpers über einen Hochdruck-Ölkanal kommuniziert, der Abschnitt am äußeren Umfang der Flügeleinheit ist von der Innenwand des inneren Hohlraums des Pumpenkörpers umschlossen, um einen hinteren Hohlraum des Pumpenkörpers zu bilden, wobei die Ventilbohrung mit dem hinteren Hohlraum des Pumpenkörper über einen Ölrücklaufkanal kommuniziert, die von einer Pumpenwelle angetriebenen Flügel rotieren, um einen Vorgang des Ansaugens und Ablaufens von Öl durchzuführen, das Regelventil für den Durchfluss regelt die Ölmenge aus dem vorderen Auslasshohlraum zurück in den Ölrücklaufkanal, um die vom vorderen Auslasshohlraum über die Ölauslassöffnung abgeflossene Ölmenge auf einem konstanten Wert zu halten.
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Des Weiteren wird in der bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung eine Lenkhilfepumpe bereitgestellt, wobei der vordere Auslasshohlraum senkrecht unter der Ölauslassöffnung angeordnet ist, der Hochdruck-Ölkanal einen waagerechten Ölkanal und einen längslaufenden Ölkanal umfasst, die senkrecht unter der Ölauslassöffnung angeordnet sind, wobei der waagerechte Ölkanal parallel zur Pumpenwelle ausgerichtet ist, dessen Öffnung mit dem vorderen Auslasshohlraum kommuniziert, der längslaufende Ölkanal senkrecht zu dem waagerechten Ölkanal ist oder in einem Winkel von 60 bis 90 Grad zu ihm geneigt ist, dessen Öffnung mit dem vorderen Auslasshohlraum kommuniziert.
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Des Weiteren wird in der bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung eine Lenkhilfepumpe bereitgestellt, wobei eine Öffnung am hinteren Abschnitt des inneren Hohlraums des Pumpenkörpers ausgebildet und von der hinteren Ölverteilerplatte umschlossen ist.
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Des Weiteren wird in der bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung eine Lenkhilfepumpe bereitgestellt, wobei der vordere Abschnitt des Pumpenkörpers ein Flanschabschnitt ist, und Wälzlager und Öldichtungen zwischen dem Flanschabschnitt und der Pumpenwelle angeordnet sind, wobei ein doppellippiger Radialwellendichtring mit Stützstruktur als Öldichtung verwendet wird.
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Des Weiteren wird in der bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung eine Lenkhilfepumpe bereitgestellt, wobei des Weiteren ein Gleitlager zwischen der Pumpenwelle und der hinteren Ölverteilerplatte angeordnet ist.
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Des Weiteren wird in der bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung eine Lenkhilfepumpe bereitgestellt, wobei die hintere Ölverteilerplatte, die Flügeleinheit und die vordere Ölverteilerplatte hintereinander durch Fixierstifte zueinander angeordnet sind.
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Des Weiteren wird in der bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung eine Lenkhilfepumpe bereitgestellt, wobei ein konisches Ventil in dem Regelventil für den Durchfluss angeordnet wird, wobei das konische Ventil einen konischen Ventileinsatz und eine Druckbegrenzungsfeder umfasst, wobei eine in den konischen Ventileinsatz greifende konische Öffnung in einem Ventilsitz angeordnet ist, die Druckbegrenzungsfeder den konischen Ventileinsatz zusammendrückt, so dass dieser gegen die konische Öffnung drückt.
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Des Weiteren wird in der bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung eine Lenkhilfepumpe bereitgestellt, wobei der Ventilsitz in dem Regelventil für den Durchfluss als doppelschichtige Abscheideranordnung verwendet wird, wobei die äußere Abscheiderschicht des doppelschichtigen Abscheiders eine Maschenweite von 60 mit einem Durchmesser Φ von 0,18 aufweist, die innere Abscheiderschicht des doppelschichtigen Abscheiders eine Maschenweite von 120 bei einem Durchmesser Φ von 0,06 aufweist, wobei beide Abscheider nach außen gewölbt angeordnet sind.
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Des Weiteren wird in der bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung eine Lenkhilfepumpe bereitgestellt, wobei der Ölrücklaufkanal schräg in Richtung der Ventilbohrung gebohrt ist, wobei eine Öffnung des Ölrücklaufkanals in der Ventilbohrung eine Ellipsenform aufweist.
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Des Weiteren wird in der bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung eine Lenkhilfepumpe bereitgestellt, wobei O-förmige Dichtungsringe jeweils zwischen dem Außenumfang der vorderen Ölverteilerplatte und der Wand des inneren Hohlraums des Pumpenkörpers sowie zwischen der hinteren Ölverteilerplatte und der Wand des inneren Hohlraums des Pumpenkörpers angeordnet sind und ein O-förmiger Dichtungsring auf der Oberfläche des Flanschabschnitts des Pumpenkörpers angeordnet ist.
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Der Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass sie eine Anordnung des Pumpenkörpers mit einem vorderen Hochdruck-Hohlraum einführt, um die Länge des Hochdruck-Ölkanals zu verkürzen und so einen glatten Übergang des Kanals zu gewährleisten, des Weiteren den Fließdruckverlust zu senken, was wiederum ein Versagen der Lenkpumpe aufgrund in der herkömmlichen Anordnung mit zu langem Fließkanal und Umlenkung entstehender starker Überhitzung verhindert. Da der innere Fließkanal des Pumpenkörpers als vorderer Hochdruck-Hohlraum angeordnet ist, sind wenig Fertigungsverfahren und ein einfaches Verfahren erforderlich und es fallen geringere Kosten an. Währenddessen senkt die integrierte Anordnung der hinteren Abdeckung mit der hinteren Ölverteilerplatte nicht nur die Kosten im Hinblick auf das Material und die Herstellung, sondern verbessert darüber hinaus die Stabilität und die Lebensdauer infolge des vereinfachten Aufbaus. Der erfindungsgemäße Ventilsitz umfasst eine doppelschichtige Filteranordnung, die über einen ausgezeichneten Abscheideffekt verfügt und ein Verstopfen des Abscheiders verhindert, was sonst zu einem Bersten des Pumpenkörpers führen könnte. Der schräg in Richtung der Ventilbohrung gebohrte Ölrücklaufkanal weist in der Ventilbohrung eine Ellipsenform auf und seine ausreichende Länge der Öffnung begünstigt einen hohen Wirkungsgrad bei einem Ablaufen bei geringer Geschwindigkeit, geringerer Hitze und geringerem Druckverlust. Die erfindungsgemäße Pumpe senkt die Temperatur der Wärmequelle und verbessert dadurch nicht nur die Lebensdauer der Pumpe an sich, sondern auch die des gesamten Fahrzeuglenksystems.
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Die zuvor beschriebenen sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich für die Fachleute aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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1 zeigt ein Schnittbild der herkömmlichen Anordnung einer Lenkhilfepumpeneinheit aus dem Stand der Technik,
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2 zeigt ein Schnittbild der herkömmlichen Anordnung eines inneren Hochdruck-Ölkanals in dem Pumpenkörper der Lenkhilfepumpe aus dem Stand der Technik,
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3 zeigt eine schematische Darstellung der herkömmlichen Anordnung einer Ventileinheit der Lenkhilfepumpe aus dem Stand der Technik,
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4 zeigt eine schematische Darstellung der Position der herkömmlichen Anordnung einer Ventileinheit der Lenkhilfepumpe innerhalb der Ventilbohrung aus dem Stand der Technik,
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5 zeigt ein Schnittbild der Lenkhilfepumpeneinheit mit einem erfindungsgemäßen vorderen Hochdruck-Kühlhohlraum,
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6 zeigt ein Schnittbild des Hochdruck-Ölkanals in dem Pumpenkörper der Lenkhilfepumpeneinheit mit erfindungsgemäßem vorderem Hochdruck-Kühlhohlraum,
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7 zeigt eine schematische Darstellung der Anordnung eines Ventilsitzes in der Ventileinheit der erfindungsgemäßen Lenkhilfepumpe,
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8 zeigt eine schematische Anordnung der Position der Ventileinheit der Lenkhilfepumpe innerhalb der erfindungsgemäßen Ventilbohrung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Wie in 5 dargestellt, stellt eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung die Lenkhilfepumpe mit vorderem Hochdruck-Kühlhohlraum bereit, die einen Pumpenkörper 3 umfasst, in dem ein innerer Hohlraum gebildet wird, wobei eine hintere Ölverteilerplatte 10, eine Flügeleinheit mit Statoren 12, Rotoren 13 und Flügeln 14, vordere Ölverteilerplatte 15 und Druckfedern 16 nacheinander in dem inneren Hohlraum von seinem hinteren Abschnitt zum vorderen Abschnitt angeordnet sind. Eine Pumpenwelle 17 wird in dem inneren Hohlraum des Pumpenkörpers 3 angeordnet, nachdem die hintere Ölverteilerplatte 10, die Flügeleinheit und die vordere Ölverteilerplatte 15 hintereinander angeordnet zu einer Einheit zusammengefasst werden, deren vorderes Ende nach außen aus dem vorderen Abschnitt des Pumpenkörpers 3 herausragt und darüber hinaus in ein Antriebsrad 1 greift, und deren hinteres Ende in der hinteren Ölverteilerplatte 10 gestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die vordere Ölverteilerplatte 15 von der vorderen Wand des inneren Hohlraums des Pumpenkörpers 3 umschlossen ist, um einen vorderen Auslasshohlraum A zu bilden, wobei eine am äußeren Umfang des inneren Hohlraums des Pumpenkörpers 3 gebildete Ventilbohrung mit dem vorderen Auslasshohlraum A kommuniziert, ein Regelventil für den Durchfluss in der Ventilbohrung angeordnet ist, der vordere Auslasshohlraum A mit einer Ölauslassöffnung 20 am vorderen Abschnitt des Pumpenkörpers 3 über einen Hochdruck-Ölkanal 21 kommuniziert, der Abschnitt am äußeren Umfang der Flügeleinheit ist von der Innenwand des inneren Hohlraums des Pumpenkörpers 3 umschlossen, um einen hinteren Hohlraum des Pumpenkörpers 3 zu bilden, wobei die Ventilbohrung mit dem hinteren Hohlraum des Pumpenkörper 3 über einen Ölrücklaufkanal B kommuniziert, die von einer Pumpenwelle 17 angetriebenen Flügel rotieren, um einen Vorgang des Ansaugens und Ablaufens von Öl durchzuführen, das Regelventil für den Durchfluss regelt die Ölmenge aus dem vorderen Auslasshohlraum A zurück in den Ölrücklaufkanal, um die vom vorderen Auslasshohlraum A über die Ölauslassöffnung 20 abgeflossene Ölmenge auf einem konstanten Wert zu halten. Der vordere Auslasshohlraum A ist senkrecht unter der Ölauslassöffnung angeordnet, der Hochdruck-Ölkanal umfasst einen waagerechten Ölkanal und einen längslaufenden Ölkanal, die senkrecht unter der Ölauslassöffnung angeordnet sind, wobei der waagerechte Ölkanal parallel zur Pumpenwelle 17 ausgerichtet ist, dessen Öffnung mit dem vorderen Auslasshohlraum A kommuniziert, der längslaufende Ölkanal senkrecht zu dem waagerechten Ölkanal ist oder in einem Winkel von 60 bis 90 Grad zu ihm geneigt ist, dessen Öffnung mit der Ölauslassöffnung kommuniziert. Eine Öffnung wird am hinteren Abschnitt des inneren Hohlraums des Pumpenkörpers 3 ausgebildet und von der hinteren Ölverteilerplatte 10 umschlossen. Der vordere Abschnitt des Pumpenkörpers 3 ist ein Flanschabschnitt, und Wälzlager 2 und Öldichtungen 18 zwischen dem Flanschabschnitt und der Pumpenwelle 17 angeordnet sind, wobei ein doppellippiger Radialwellendichtring mit Stützstruktur als Öldichtung verwendet wird. Ein Gleitlager 9 ist des Weiteren zwischen der Pumpenwelle 17 und der hinteren Ölverteilerplatte 10 angeordnet. Die hintere Ölverteilerplatte 10, die Flügeleinheit und die vordere Ölverteilerplatte 15 sind hintereinander durch Fixierstifte zueinander angeordnet. Ein konisches Ventil wird in dem Regelventil für den Durchfluss angeordnet, wobei das konische Ventil einen konischen Ventileinsatz 6 und eine Druckbegrenzungsfeder 5 umfasst, wobei eine in den konischen Ventileinsatz 6 greifende konische Öffnung in einem Ventilsitz 8 angeordnet ist, die Druckbegrenzungsfeder 5 den konischen Ventileinsatz 6 zusammendrückt, so dass dieser gegen die konische Öffnung drückt. Der Ventilsitz 8 wird in dem Regelventil für den Durchfluss als doppelschichtige Abscheideranordnung verwendet, wobei die äußere Abscheiderschicht des doppelschichtigen Abscheiders eine Maschenweite von 60 mit einem Durchmesser Φ von 0,18 aufweist, die innere Abscheiderschicht des doppelschichtigen Abscheiders eine Maschenweite von 120 bei einem Durchmesser Φ von 0,06 aufweist, wobei beide Abscheider nach außen gewölbt angeordnet sind. Der Ölrücklaufkanal B ist schräg in Richtung der Ventilbohrung gebohrt, wobei eine Öffnung des Ölrücklaufkanals B in der Ventilbohrung eine Ellipsenform aufweist. O-förmige Dichtungsringe werden jeweils zwischen dem Außenumfang der vorderen Ölverteilerplatte 15 und der Wand des inneren Hohlraums des Pumpenkörpers 3 sowie zwischen der hinteren Ölverteilerplatte 10 und der Wand des inneren Hohlraums des Pumpenkörpers 3 angeordnet und ein O-förmiger Dichtungsring wird auf der Oberfläche des Flanschabschnitts des Pumpenkörpers 3 angeordnet.
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Das Arbeitsprinzip des vorderen Hochdruck-Kühlraums der erfindungsgemäßen Lenkhilfepumpe besteht darin, dass in zwei Einschluss-Kammern, eingeschlossen von den Statoren 12, Rotoren 13, Flügel 14, vordere Ölverteilerplatte 15 und hintere Ölverteilerplatte 10, weil die Flügel 14 gegen die innere Oberfläche des Stators 12 gedrückt unter Wirkung der Zentrifugalkraft werden, wenn die vom Motor angetriebene Lenkpumpe in Betrieb ist, sich dabei ihr Arbeitsvolumen von klein nach groß ändert und anschließend von groß nach klein, wobei Öl verdichtet wird, um einen Vorgang des Absorbierens und Ablaufens von Öl durchzuführen. Die von der Pumpe abgelaufene Ölmenge steigt mit steigender Drehzahl des Rotors 13, wobei jede Einschluss-Kammer bei jeder Umdrehung der Pumpenwelle 17 zweimal den Absorbier- – und Ablaufvorgang ausführt. Das abgelaufene Öl wird über ein Regelventil für den Durchfluss 4 und eine Drossel geregelt, so dass die über eine Ölauslassöffnung abgelaufene Ölmenge auf einem im Wesentlichen konstanten Wert gehalten wird. Der mit zunehmender Drehzahl steigende Volumenstrom begünstigt auch den Anstieg des Differenzdrucks des über die Drossel abgelaufenen Öls, wodurch das Regelventil für den Durchfluss 4 nach rechts gedrückt wird, Kammer A (vorderer Auslasshohlraum) kommuniziert mit Kammer B (dem Ölrücklaufkanal), um ein Überströmen dazwischen zu gewährleisten, so dass überschüssiges Öl zurück in die Öleinlassöffnung strömt. Je größer die Menge des überströmenden Öls, desto größer ist das Volumen der Öffnung, wobei die von der Pumpe abgelaufene Ölmenge auf einem im Wesentlichen konstanten Wert gehalten wird. Umgekehrt sinkt der Volumenstrom mit fallender Drehzahl und begünstigt ebenfalls ein Sinken des Differenzdrucks des über die Drossel abgelaufenen Öls, wodurch das Regelventil für den Durchfluss 4 nach links gedrückt wird. Die verringerte Überströmmenge hält die von der Pumpe abgelaufene Ölmenge auf einem im Wesentlichen konstanten Wert. Das überströmte Öl fließt zurück in die Öleinlassöffnung der Pumpe und wird dann dem nächsten Zyklus zugeführt. Fällt die Drehzahl unter die Anfangsdrehzahl des Regelventils für den Durchfluss 4, fällt die Durchflussmenge unter den im Wesentlichen konstanten Wert, wodurch die Menge des überströmenden Öls gleich Null wird. Übersteigt der Systemarbeitsdruck den Druck des Regelventils für den Durchfluss, bewegt sich ein konischer Ventileinsatz 6 nach links, wodurch sich die Hochdruck-Kammer mit der Kammer B verbindet und anschließend das gesamte Hydrauliköl zurück in die Ölansaugkammer fließt, wodurch ein Schutz des Systems erzielt wird.
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Wie in 6 gezeigt, wird der Pumpenkörper 3 in einer Anordnung mit vorderem Hochdruck-Hohlraum verwendet, wobei der Hochdruck-Ölkanal 21 nahe dem Ölauslasskanal 20 angeordnet ist, wodurch mit einfachen und weiten Querschnitten und geringerer Umlenkung um Ecken des Weiteren ein gleichmäßiges Fließen des Hochdrucköls ermöglicht wird, wodurch der Druckverlust beim Fließen verringert wird und die Lenkpumpe mit normalen Parametern arbeitet und die Stabilität des Systems verbessert wird. Inzwischen konnte die für die Fertigung erforderliche Anzahl von Öffnungen verringert und mit einem vereinfachten Fertigungsverfahren die Fertigungszeit verkürzt werden und es bedarf weniger Fertigungs-, Schneid- und Messwerkzeuge für die Fertigung des Hochdruck-Fließkanals im Pumpenkörper 3 als bei der herkömmlichen Pumpe aus dem Stand der Technik, wodurch die Produktionskosten gesenkt werden können und es sich für die Serienfertigung eignet.
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Wie in 7 gezeigt, wird der Ventilsitz 8 in der Ventileinheit als doppelschichtige Abscheideranordnung verwendet, wobei die äußere Abscheiderschicht des doppelschichtigen Abscheiders eine Maschenweite von 60 mit einem Durchmesser Φ von 0,18 aufweist, die innere Abscheiderschicht des doppelschichtigen Abscheiders eine engere Maschenweite von 120 bei einem Durchmesser Φ von 0,06 aufweist. Beide Abscheider sind nach außen gewölbt angeordnet und weisen den bevorzugten Filtereffekt auf. Bei dem hohen Druckstoß des Öls können sich an der Oberseite der bogenförmigen Anordnung keine Verunreinigungen 22 ablagern, wodurch ein Blockieren der Pumpe oder ein Verstopfen im konischen Ventil des Ventilkörpers durch eintretende Verunreinigungen selbst bei Richtungswechsel oder einem schwierigen Lenkvorgang vermieden werden kann und der Alterungsprozess der Lenkpumpe somit nicht beschleunigt wird.
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Wie in 8 dargestellt, wird der Ölrücklaufkanal im Pumpenkörper schräg in Richtung der Ventilbohrung 27 (die Richtung wird in der Darstellung durch den skizzierten Pfeil angezeigt) gebohrt, wobei eine Öffnung des Ölrücklaufkanals in der Ventilbohrung eine Ellipsenform 26 aufweist. Fährt ein Fahrzeug langsam, verschiebt das Hochdrucköl das Ventil durch den Druck leicht, unter den gleichen Bedingungen ist die wirksame Fläche 25 größer als die kreisförmige Öffnung, um einen höheren Wirkungsgrad beim Überströmen zu erreichen, und es ist somit schwer, ein übermäßiges Überhitzen oder ein Druckverlustproblem zu verursachen.
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Einer Marktuntersuchung zufolge sind 70 %–80 % der Ausfälle der Lenkhilfepumpen auf Ölqualitätsprobleme zurückzuführen, wobei das Problem der Überhitzung des Systems die Hauptursache des Verschleißes des im Lenksystem verwendeten Öls bildet. Die Lenkpumpe mit dem erfindungsgemäßen vorderen Hochdruck-Kühlhohlraum muss von der Wärmequelle aus untersucht werden, um die herkömmliche Anordnung aus dem Stand der Technik zu ändern. Es wurde in Versuchen nachgewiesen, dass bei gleichen Bedingungen die Öltemperatur des erfindungsgemäßen Lenksystems um etwa 20–30 °C unter der einer herkömmlichen Lenkpumpe liegt. Das Senken der Öltemperatur kann die Lebensdauer des gesamten Lenksystems erheblich verlängern.
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Die Leistungsparameter der Lenkhilfepumpe mit vorderem Hochdruck-Kühlhohlraum der vorliegenden Erfindung sind:
- 1. Verdrängungsvolumen des Stators: 20 ml/r
- 2. Druckbereiche: maximal bei 14,7 MPa
- 3. Drehzahlbereich: 400–4000 U/min
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Obwohl hier verschiedene Ausgestaltungen vorgestellt wurden, sollte von Fachleuten erkannt werden, dass weitere Umsetzungen oder Anpassungen möglich sind. Des Weiteren gibt es Vorteile einzelner hier beschriebener Weiterentwicklungen, die erzielt werden können, ohne weitere zuvor beschriebene Aspekte aufzunehmen. Daher darf der Gedanke und der Umfang der angehängten Ansprüche nicht auf die Beschreibung der hier aufgeführten bevorzugten Ausgestaltungen beschränkt werden.
