DE2054407A1 - Verdrangungspumpe, insbesondere fur Servoetnnchtungen in Kraftfahrzeugen - Google Patents

Verdrangungspumpe, insbesondere fur Servoetnnchtungen in Kraftfahrzeugen

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DE2054407A1 DE19702054407 DE2054407A DE2054407A1 DE 2054407 A1 DE2054407 A1 DE 2054407A1 DE 19702054407 DE19702054407 DE 19702054407 DE 2054407 A DE2054407 A DE 2054407A DE 2054407 A1 DE2054407 A1 DE 2054407A1
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Description

Z/DR 2 Sp uk
jfetentanmeldung
Verdrängungspumpe, insbesondere für Servoeinrichtungen in Kraftfahrzeugen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Verdrängungspumpe, insbesondere für Servoeinrichtungen in Kraftfahrzeugen, mit einem Pumpenrotor mit in an seine« Umfang verteilten Nuten angeordneten Gleitsteinen, die über Federn in dichtender Anlage an einer etwa elliptischen Kurvenbahn gehalten in einer Puepenkammer gleiten.
Verdrängungspumpen der eingangs genannten Art können als Druckflüssigkeits-
quelle für die Servolenkung eines Kraftfahrzeuges Verwendung finden. Solche
a
Verdrärfungspurapen müssen eine kompakte Bauweise besitzen, um sie bequem in einem Motorenraum eines Kraftfahrzeuges unterbringen zu können, wo sie Über einen Riemen und eine Riemenscheibe von der Kurbelwelle des Motors angetrieben werden können. Selbstverständlich kann der Pumpenrotor der Verdrängungspumpe auch auf eine andere beliebige Art und Weise angetrieben werden.
Ein« Verdrängungspurape der eingangs genannten Art weist zwei einander gegenüber liegende Arbeltskammern auf, wodurch die auf den Pumpenrotor einwirkenden hydrostatischen Kräfte sich im wesentlichen gegenseitig aufheben und dadurch die bei der Erzeugung des hydrostatischen Druckes auftretende Lagerquerbelaetung durch die Pumpenrotorwelle verringert oder aufgehoben wird.
US-89 / 21. Oktober 1970
109827/0899
SHz der QesaHachaft Köln Regtatargarlcht Köln, HHB 84 Vorsitzender da· AuftlchtiratM: Ml« lieber Vorstand .lohn A Banning.VorilUender
Bei bekannten Pumpen der eingangs genannten Art sind Schwierigkeiten dadurch aufgetreten, dass der durch die Pumpe erzeugte hohe hydrostatische Druck auf die Abschlussscheiben der Pumpenkammer einwirkte und zu unerwünschten Durchbiegungen führte. Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verdrängungspumpe der eingangs genannten Art derart zu verbessern« dass der vorhergehend genannte Nachteil einer Verformung der seitlichen Abschlusssoheiben der Pumpenkammer durch den hohen hydrostatischen Druck vermieden wird.
Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst, indem die Pumpenkanaer in einem sie umfassenden Pumpengehäuse frei angeordnet und Über seitliche Absohluesscheiben axial mit dem Pumpengehäuse verspannt ist und die Arbeitekammern der Pumpenkammer Über Auslässe in der einen Abschlussscheibe mit einer seitlich der Pumpenkanaer im Pumpengehäuse liegenden Hochdruckkammer und über Einlasse mit einer die Pumpenkammer im wesentlichen umschliessenden Niederdruckkammer verbunden sind und ein Drucksteuerventil zwischen der Hochdruckkammer und der Pumpenauslassleitung angeordnet und mit einem gesteuerten NebensohluBskanal versehen 1st, der zur Niederdruckkammer führt und den Druck darin verstärkt, wobei bei einer Erhöhung des Druckes in der Hochdruekkammer der Anteil des Nebenschluss-DruckflUssigkeitsetromee erhellt wird.
Das Pumpengehäuse wird hierbei von einer Seite her von einem topfförmigen Deokel umfasst, der eine Vorratskammer bildet, die über Kanäle mit der Niederdruokkammer derart verbunden ist, dass die Strahlpumpenwirkung des Nebenschluss-DruckflUssigkeitsstromes eine Strömung aus der Vorratskammer in die Niederdruokkammer bewirkt.
Die zweite Absohlussscheibe ist hierbei über einen Im Pumpengehäuse eingeschraubten Haltefrrlng mit der Pumpenkammer, der ersten Abschlussscheibe und dem Pumpengehäuse verspannt und der topfförmige Deckel liegt mit seinem Boden dichtend an der Stirnwand des Pumpengehäuses an und bildet so zwischen ihm und der «weiten Abschlusssoheibe eine Kammer, die mit der verstärkten Druck enthaltenden Niederdruokkammer verbunden iat.
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Der gesteuerte Nebenschlusskanal weist hierbei eine Düse auf, die den Nebenschluss -Druekflüssigkeitsstrom derart in die Niederdruckkanner einleitet, dass der Druck darin durch den Geschwindigkeitsdruck der durch die Düse beschleunigten Druckflüssigkeit verstärkt wird.
Die Erfindung schafft eine Verdrängungspumpe, bei der die HcchdruckkaBner weitgehendst von der Pumperikamner mit ihren beiden seitlichen Abschlussscheiben isoliert ist und vermeidet hierdurch Verformungen dieser Bauteile durch den hohen hydrostatischen Druck. Gleichzeitig sind jedoch diese Bauteile von einer Niederdruckkaaner umfasst, in der ein bestinater niedrigerer hydrostatischer Druck wirkt, wodurch übermässige Leckverluste durch Undichtigkeiten vermieden werden.
Die Erfindung wird anhand eines in den beiliegenden Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Fig. 1 zeigt einen vertikalen Schnitt durch eine erfindungsgemässe Verdrängungspuape mit einer Schnittführung entlang der Linie 1-1 in Fig. 2.
Fig, 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1. Fig. 3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 1.
Fig. 4 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 3-Fig. 5 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 5-5 in Fig. 3. Fig. 6 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 6-6 in Fig. 1. Fig. 7 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 7-7 in Fig. 1. Fig. 8 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 8-8 in Fig. 2.
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In den Figuren ist ein Pujopengehäuse alt 10 bezeichnet, das an einen Plansch 12 am Motorblock oder an einer anderen geeigneten Vorrichtung im Motorraum befestigt sein kann. Das in dieser Anmeldung beschriebene Auaführungsbeiepiel iet speziell für die Anwendung in Verbindung mit einer Servolenkung eines Kraft fahrzeuges geeignet.
Das Pumpengehäuse 10 ist mit eine« Puapenhohlraum 14 versehen, gegen dessen ebenen Boden die eine Abschlussscheibe 16 liegt. Das Puapengehäuse 10 ist Kit einer Bohrung 18 für die Antriebswelle 20 versehen. Die Antriebswelle SO let in einer Lagerbuchse 22 in der Bohrung l8 drehbar gelagert.
Das innere Ende der Antriebswelle 20 ist mit einer Schulter 24 versehen« die gegen die innere Seite der einen Abschlussscheibe 16 liegt, wodurch auf die Antriebewelle 20 einwirkende Axialkräfte Über die Abschlussscheibe 16 am Puapengehäuse 10 abgestützt werden können. Eine zweite Abschlussscheibe 26 liegt bei 28 unmittelbar benachbart dem inneren Ende der Antriebswelle 20. Bine Pumpenkamper 30 mit einer inneren elliptischen Kurvenbahn und einem ttusaeren zylindrischen Umfang ist zwischen den Abschlussscheiben 16 und 26 angeordnet.
Der Pampenhohlraum 14 im Pumpengehäuse 10 ist mit einem Innengewinde 32 versehen, in das ein Haltering 34 eingeschraubt wird, der die zweite Abschlussscheibe 26, die Pumpenkammer 30 und die erste Abschlussscheibe l6 gegen das PompengehMuse 10 verspannt.
Ein Pumpenrotor 36 ist in der Pumpenkanmer 30 drehbar angeordnet, wie es am besten aus Figur 7 zu ersehen ist. Der Pumpenrotor 36 1st in seiner Nabe mit einer kerbverzahnten öffnung 38 versehen, mit der er treibend auf dem kerbverzahnten Ende der Antriebswelle 20 angeordnet ist.
Der Pumpenrotor 36 1st zylindrisch und steht mit der inneren Kurvenbahn der Pumpenkammtr 30 an einer oberen Stelle 40 und einer unteren Stelle 42 in diohtender Berührung. Die innere Kurvenbahn der Pumpenkammer 30 weicht von der Krümmung des Pumpenrotors 36 ab und bildet ein paar einander gegenüber liegender Arbeltekammern 44 und 46.
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Die Form der Kurvenbahn der Pumpenkammer 30 wird so gewählt, dass bei ein·« Minirau» an Geräusch ein Maximum an Wirkungegrad erzielt wird. Die innere Kurvenbahn steht weiterhin in dichtender Berührung mit den radial äusseren Pläohen von Pumpen- oder Flügelelementen in der F-rm von Gleitsteinen 48.
In vorliegenden Ausführungsbeispiel sind acht Gleitsteine 48 gezeigt. Jeder Gleitstein 48 wird in einer Nut 50 im Pumpenrotor J6 aufgenommen, in der er
sowohl Schwingbewegungen als auch radial Hin- und Herbewegungen ausfuhren kann. Jeder Gleitstein 48 wird durch eine Feder 52 im Pumpenrotor 36 radial nach aussen und in dichtender Anlage an der inneren Kurvenbahn der Pumpen-
kaeeer 30 gehalten. "
Wie in Figur 7 angedeutet ist, dreht sich der Pumpenrotor 36 entgegen den Uhrzeigersinn. Die vorlaufende Kante Jedes Gleitsteines 48 ist mit eine* Schlitz 55 versehen, um einen Druckausgleich zwischen den inneren Bereichen der Nuten 50 und den Arbeitskammern 44 und 46 zu erreichen. Die Arbeitekammern 44 und 46 stehen an ihren einen Enden über Auslässe 54 und 56 «it der Hochdruoklcammer 58 bzw 66 in Verbindung.
Dl« beiden Arbeltskammern 44 und 46 stehen an ihren anderen Enden Über Ein
lasse 60 und 62 mit einer Niederdruckkammer 64 in Verbindung. Die ringförmige
Niederdruckkammer 64 wird dm A\ den Abstand der Pumpenksmmeranordnung l6,
und 26 vom Puapenhohlraum 14 gebildet. d
Die Hochdruckkammer 58, 66 steht mit der Ventilkaamer 68 über deren ringförmigen Bereich 70 in Verbindung (siehe Figur 3)·
Ein mit einem Aussengewinde versehenes Drosselteil 72 ist in einem mit einem Innengewinde versehenen Teil der Ventilkammer 68 eingeschraubt. An seinem inneren Ende ist eine Drosselhülse 74 angeordnet, die mit einer Drosselbohrung 76 von einem vorbestimmten Querschnitt versehen ist. Die Drosselbohrung 76 bestimmt die Menge und den Druck der Druckflüssigkeit, die aus dem Bereich 70 über die Drosselbohrung 76 und den Kanal 78 Im Drosselteil 72 in die Puispeeaualassleitung gelangt.
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Im Drosselteil 72 ist eine weitere Drosselbohrung 8o angeordnet, die den Kanal 78 über einen Kanal 82 (siehe Figur 6) mit dem hinteren Ende einer Federkammr 84 an einem Ende der Ventilkammer 68 verbindet. In der Federkammer 84 ist eine Feder 86 angeordnet, die auf eine verschiebbare Hülse 88 wirkt. Di« Feder 86 sucht normalerweise die Hülse 88 zum Drosselteil 72 hin zu verschieben. Die Hülse 88 trägt ein konisches Ventilteil 90, das in die Drosselbohrung 76 einragt. Liegt die Hülse 88 unmittelbar benachbart der Drosselhülse 74 so gibt das Vent 11 teil 90 einen maximalen Durchflussquerschnitt durch die Drosselbohrung 76 frei. Wird die Hülse 88 entgegen der Kraft der Feder 86 nach links verschoben, so wird der Durchflussquerschnitt der Drosselbohrung durch das Ventilteil 90 progressiv verringert.
Das Ventilteil 90 und die Drosselbohrung 76 bilden miteinander das Drucksteuerventil. Wird der DruekflUssigkeitsstrom zum Bereich 70 der Ventilbohrung 68 erhöht, so erhöht sich der Druckabfall an der Drosselbohrung 76. Dadurch wird die Hülse 88 entgegen der Kraft der Feder 86 nach links verschoben und verringert wieder den Durchfluss durch die Drosselbohrung 76. Der zur Pumpenauslassleitung führende DruckflUssigkeitsstrom im Kanal 78 wird somit auf einen Wert begrenzt, der durch die Abmessung des Ventilteiles 90 bestimmt wird.
Die DruckflUssigkeitsmenge im Kanal 78 wird weiterhin über die Drosselbohrung und die Feder 86 beeingflusst. übersteigt der Druck im Kanal 78 einen vorbestimmten Wert, so öffnet ein Überdruckventil 92 und stellt eine Nebenschluss -verbindung zum Ringhohlraum 94 an der Hülse 88 her. Dieser Ringhohlraum steht wieder in Verbindung mit der Düse 96. Der Nebenschluss Druckflüssigkeitsstrom wird durch die Düse 96 beschleunigt und derart in die Niederdruckkammer 64 eingeleitet, dass der Druck darin durch den G schwindigkeitsdruck der durch die Düse beschleunigten Druckflüssigkeit verstärkt wird. Da der statische Druck der DruokflUssigkeitsströmung die durch die Düse 96 auftritt, geringer ist als der Umgebungsdruck wird durch die Strahlpumpenwirkung Flüssigkeit über den Kanal 98 aus der Vorratskammer 100 angesaugt.
Die Vorratskammer 100 wird durch einen das Pumpengehäuse 10 umfassenden Deckel 102 gebildet.
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Der Deekel 102 ist am Umfang des Pumpengehäuses 10 Über eine Kingdichtung abgedichtet. Der Boden 106 des Deckels 102 liegt im Abstand zur zweiten Abschlussscheibe 26. Der Deckel 102 ist mit einem Einfüllstutzen 108 zum Nach füllen von Flüssigkeit versehen. Eine Ringseheibendichtung 110 ist zwischen dem Boden 106 des Deckels 102 und der Stirnfläche des Pumpengehäuses 10 angeoitfnet und trennt den Raum zwischen dem Boden 106 und der zweiten Abschlussscheibe von der Vorratskammer. Dieser Raun steht in Verbindung mit der die Pumpenkammer 30 umgebenden ringförmigen Niederdruckkammer 64. Auf diese Weise wird dieser Raum gleichfalls auf einem höheren Druck gehalten als der Einlassdruck. Ein Druckunterschied wird hierbei durch die Dichtung 110 möglich.
Die den Druck in der Niederdruckkammer verstärkende Wirkung des Geschwindigkeitsdruckes des Nebenschluss-Druckflüssigkeitsstromes vom Drucksteuerventil hilft Kavitation in der Pumpe zu vermeiden und trägt zur Erhöhung des Wirkungsgrades der Pumpe bei. Sie ermöglicht gleichzeitig eine Verringerung der Grosse der Vorratskammer.
Die isolierte Lage der Hochdruckkammern 54, 56, 58 und 66 beseitigt die Druckbelastungen der Bauteile, wie z. B. der Anschlussscheiben, solcher Pumpen, die durch den hohen hydrostatischen Druck ver formt wurden und so die Spiel - und Toleranzverhältnisse der Pumpe beeinträchtigten. Weiterhin werden durch die die Pumpenkammer im wesentlichen umschliessende Niederdruckkammer übermässige Leckverluste vermieden.
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Claims (4)

  1. 5 205U07
    Patentansprüche
    Verdrängungspumpe, insbesondere für Servoeinrichtungen in Kraftfahrzeugen, mit einem Pumpenrotor, mit in an seinem Umfang verteilten Nuten angeordneten Gleitsteinen, die über Federn in dichtender Berührung an einer etwa elliptischen Kurvenbahn gehalten in einer Pumpenkammer gleiten ., dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpenkammer (30) in einem sie umfassenden Pumpengehäuse (10) frei angeordnet und über seitliche Abschlussscheiben (16 und 26) axial mit dem Pumpengehäuse (10) verspannt ist und die Arbeitskammern (44 und 46) der Pumpenkammer (30) über Auslässe (54 und 56) in der einen Abschlussscheibe (l6) mit einer seitlich der Pumpenkammer (30) im Pumpengehäuse (10) liegenden Hochdruckkammer (58, 66) und über Einlasse (60 und 62) mit einer die Pumpenkammer (30) im wesentlichen umschliessenden Niederdruckkammer (64) verbunden sind und ein Drucksteuerventil (74, 76 und 90) zwischen der Hochdruckkammer (58, 66) und der Pumpenauslassleitung (78) angeordnet und mit einem gesteuerten Nebenschlusskanal (80, 82, 84, 94) versehen ist, der zur Niederdruckkammer (64) führt und den Druck darin verstärkt, wobei bei einer Erhöhung des Druckes in der Hochdruckkammer (58, 66) der Anteil des Nebenschluss-Druckflüssigkeitsstromee erhöht wird.
  2. 2. Verdrängungs pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Purapengehäuse (10) von einer Seite her von einem topfförmigen Deckel (102) umfasst wird, der eine Vorratskammer (lOO) bildet, die über Kanäle (98) mit der Niederdruckkammer (64) derart verbunden ist, dass die Strahlpumpenwirkung des Nebenschluss-Druckflüssigkeitsstromes eine Strömung aus der Vorratskammer (100) in die Niederdruckkammer (64) bewirkt.
  3. 3· Verdrängungspumpe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , dass die zweite Abschlussscheibe (26) über einen im Pumpengehäuse (10) eingeschraubten Haltering (34) mit der Pumpenkammer (30), der ersten Abschlussscheibe (l6) und dem Pumpengehäuse (10) verspannt ist und der topfförmige Deckel (102) mit seinem Boden (IO6) an der Stirnwand des Pumpengehäuses (10) abgedichtet (Dichtung 110) anliegt und zwischen ihm und der zweiten Abschlussscheibe (26) eine Kammer gebildet ist, die mit der verstärkten Druck enthaltenden Niederdruckkaener (46) verbunden ist.
    US-89 / 21. Oktober 1970 - 2 -
    109827/0899
    BAD ORIGINAL
    205U07
  4. 4. Veixirängutißopujiipo ι >«.·; ti .len Ansprüchen 1 bis 3> dadurch ge kennzeichne t , rlass der gesteuerte Nebenschlusskanal (8θ, 82, 84 und 9*0 eine Düse (96) aufweist, die den Nebenschluss-DruckflUssigkeitsstrom derart In die Niederdruckkamner (64) einleitet, dass der Druck darin durch den Geschwindigkeitsdruck der durch die Düse (96) beschleunigten Druckflüssigkeit verstärkt wird.
    US-89 / 21. 'λ. -K.1- I97O
    109827/0899 ßAD original
DE2054407A 1969-12-24 1970-11-05 Verdrängerpumpe, insbesondere für Servoeinrichtungen in Kraftfahrzeugen Expired DE2054407C3 (de)

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