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" Drehkolbenpumpe
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehkolbenpumpe mit einem in einer
Rotorkairmer eines drehfest angeordneten Stators umlaufenden Rotor und wenigstens
einem relativ zum Rotor drehfesten und an einer wenigstens abschnittsweise exzentrisch
zur Rotor-Drehachse liegenden Lauffläche der Rotorkaininer druckfest und gleitend
geführten Kolben, der in einer Kolbenführung des Rotors derart verschiebbar arbeitet,
daß sich sein Abstand zur Rotor-Drehachse entsprechend der Kontur der Lauffläche
ändert.
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Bei einer bekannten Drehkolbenpumpe dieser Art (US-PS 3 349 714) ist
der Stator in bezug auf die Rotor-Drehachse ortsfest angeordnet, so daß keine Möglichkeit
gegeben ist, die Exzentrizität seiner Lauffläche und damit die Pumpen-Fördermenge
pro Umdrehung des Rotors zu verändern.
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Aus der DT-AS 1 062 118 ist es bekannt, bei einer in ihrer Fördermenge
pro Umdrehung verstellbaren Pumpe einen mit einem Steuerdruck arbeitenden Druckmittel-Stellmotor
über ein Stellgestänge an das Verstellglied der Pumpe anzukoppeln.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht im wesentlichen
darin, eine Drehkolbenpumpe der eingangs genannten Art in bezug auf die Pumpen-Fördermenge
pro Umdrehung des Rotors
verstellbar auszubilden und den erforderlichen
baulichen Aufwand hierfür so gering wie möglich zu halten.
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Die erlauterte Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß
der Stator zur änderung der Exzentrizität der Lauffläche seiner Rotorhammer lageveränderlich
ist und wenigstens eine im Sinne der Verringerung oder der Vergrößerung der Exzentrizität
arbeitende Druckfl-jche aufweist, die von einem in Abilängigkeit von einer oder
mehreren Detriebsgrößen einstellbaren Steuerdruck beaufschlagbar ist.
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Bei der Drehkolbenpumpe nach der Erfindung arbeitet der Stator selbst
als Kolben eines Druckmittel-Stellmotores, so daß ein besonderer Stellmotor und
das zugehörige Stellgestänge zu dessen Ankoppelung an den Stator entfallen.
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Bei der bekannten verstellbaren Pumpe ist der Druckmittel-Stellmotor
einfachwirkend. Die Verstellung dieser Pumpe im Sinne einer höheren Fördermenge
erfolgt durch eine Stellfeder, die zur Erzeugung der notwendigen Stellkräfte naturgemäß
stark dimensioniert sein muß.
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Bei der Drehkolbenpumpe nach der L;ifindung ist es vorteilhaft, daß
der Stator sowohl wenigstens eine im Sinne der Verringerung der Exzentrizität als
auch wenigstens eine im Sinne der Vergrößerung der Exzentrizität arbeitende Druckfläche
aufweist, wodurch der Stator als doppeltwirkender Kolben arbeitet.
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Fiir die Druckversorgung von Servolenkungen ist es erwünscht, daß
bereits bei niedrigen Pumpen-Drehzaiilen eine relativ hohe Fördermenge eingestellt
ist. Zu diesem Zweck ist bei der Drehkolbenpumpe nacli der Erfindung vorgesehen,
daß eine an einem
zur Rotor-Drehachse ortsfesten Widerlager abgestützte
Stellfeder unmittelbar am Stator angreift und diesen in seiner Stellung für die
maximale Exzentrizität zu ilalten bzw. in diese Stellung zu bewegen suclit. Wegen
des doppeltwirkenden Stators kann diese Stellfeder relativ schwach ausbebildet sein
Schließlich ist es für die Druckversorgung von Servolenkungen vorteilhaft, daß der
Steuerdruck in an sich bekannter Weise auf konstante Pumpen-Fördermenge bei sich
ändernder Pumpen-Drehzahl regelbar ist.
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hie eine Drehkolbenpumpe nach der Erfindung im einzelnen ausgebildet
sein kann, ist im folgenden anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten
Ausführungsbeispieles beschrieben. In der Zeichnung bedeuten Fig. 1 einen Leitungsplan
für den Anschluß einer Drehkolbenpumpe nach der Erfindung sowohl an eine Servolenkung
eines raftfahrzeuges als auch an ein Regelventil zur Regelung der Pumpenfördermenge
bei wechseixen Pumpendrehzahlen auf einen konstanten Werts in dem die Drehkolbenpumpe
in einem zur Pumpenwellenachse senkrechten Schnitt nach Linie 1-1 in Fig. 2 und
das Regelventil in einem die Regelschieberachse enthaltenden Schnitt gezeichnet
sind, und Fig. 2 einen die Pumpenwellenachse enthaltenden Schnitt durch die Drehkolbenpumpe
der Fig. 1 nach Linie 11-11.
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Ein rahmenförmiges Pumpengehäuse 10 - das in nicht gezeigter
Weise
an einem festen Motorteil eines Kraftfahrzeugmotors gehaltert ist - weist einen
quaderförmigen Innenraum 11 auf, der durch zwei mittels bei 12 angedeuteter Befestigungsschrauben
an den Stirnseiten des Pumpengehäuses 10 befestigten Gehäusestirndeckeln 13 und
i4 nach außen druckfest abgeschlossen ist. In den Innenraum li ist ein im wesentlichen
ebenfalls quaderförmiger Stator 15 so formschlüssig eingepaßt, daß er in den beiden
Richtungen einer mittleren Achse 16 des Pumpengeiläuses 10 verschiebbar gegenüber
letzterem ist und den Innenraum 11 in Richtung der Achse 16 in zwei Arbeitsdruckkammern
17 und 18 druckfest gegeneinander abteilt. Der Stator 15 weist eine zylindrische
Rotorkammer 19 auf, deren Zylinderachse 20 senkrecht auf der Achse 16 steht und
mit letzterer in einer Ebene liegt. Die flotorkammer 19 ist an den Stirnseiten des
Pumpengehäuses 10 durch die Gehäusestirndeckel 13 und 14 nach außen abgeschlossen.
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In der gezeichneten Stellung des Stators 15 gegenüber dem Pumpengehäuse
10 weist die Zylinderachse 20 gegenüber einer pumpenwellenachse 21 einer Pumpenwelle
22 eine Exzentrizität 23 auf, wobei die Pumpenwellenachse 21 senkrecht auf der Achse
16 steht und gleichfalls mit letzterer in einer Ebene liegt. Ein mittlerer Abschnitt
24 der Pumpenwelle 22 durchsetzt die otorkammer 19 und ist mit einem in der Rotorkammer
angeordneten zylindrischen Rotor 25 mittels einer Keilverbindung 26 drehfest verbunde.
Ein an den mittleren Abschnitt 24 angrenzender Stirnzapfen 27 der Pumpenwelle 22
ist mittels eines Gleitlagers 28 in einer korrespondierenden Ausnehmung 29 des Geknusestirndeckels
13 drehbar abgestützt. Ein zum Stirnzapfen 27 entgegengesetzt an den mittleren Abschnitt
24 angrenzender ellenabschnitt 30 der Pumpenwelle 22 ist ebenfalls mittels eines
Gleitlagers 31 in einem korrespondierenden Lagerauge 32 des Gehäusestirndeckels
14 drehbar gelagert
und in nicht gezeichneter leise mit einem vom
Kraftfaiirzeug angetriebenen Antriebsrad drehfest verbunden.
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In zen radialen Fü.hrung.sschlitzen 33 des Rotors 25 ist jeweils ein
Drellflügelkolben 34 verschiebbar geführt, der mit seiner radial äußeren Stirnflache
an der inneren zylindrischen Lauffläche 35 der ltotorkammer 19 gleitet.
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De sichelförmige Zwischenraum 36 zwischen der Lauffläche 35 und dem
Rotor 25 steht mit je zwei taschenförmigen Ausnelimungen 37 und 38 des Gehäusestirndeckels
13 bzw. 39 und lsO des Gehäusestirndeckels 14 in offener Verbindung. Eine bei 41
angedeutete Förderleitung der Drehkolbenpumpe steht in nicht gezeigter Weise mit
zwei in Richtung der Pumpenwellenachse 21 sich im wesentlichen deckungsgleich im
Zwischenraum 36 gegenüberliegenden Ausnehmungen 37 und 39 in ständiger Verbindung.
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Die beiden anderen, sicli entsprechend gegenüberliegenden Ausnellmungen
38 und 40 sind
an eine bei 42 angedeutete Saugleitung der Di eiikolbenpumpe angeschlossen.
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Die beiden Leitungen 41 und 42 sind - was nicht weiter dargestellt
ist - in der üblichen Weise an ein bekanntes, nach dem Durchflußprinzip mit 4-Kanten-Steuerung
arbeitendes Steuerventil angeschlossen, das den Arbeitsdruck in den beiden Arbeitsdruckkammern
der Servolenkung in Abhangigkeit von den Drehwinkelausschlägen des Lenkhandrades
einstellt.
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In die Förderleitung 41 ist eine kalibrierte Drossel 43 eingeschaltet,
um eine von der zeitlichen Fördermenge dieser Leitung abhängige Druckdifferenz zu
erzeugen, die auf ein Regelventil 44 zur Wirkung gebracht wird. Das Regelventil
44 arbeitet mit einem in einer Zylinderbohrung 46 eines Ventilge-Via'des 45 verschiebbar
angeordneten Regelschieber 47, der die Zylinderbohrung 4G in zwei von seinen Stirnflächen
begrenzte
Dteuerdruckkammern 48 und a unterteilt. Die eine Steuerdruckkammer
48 ist mit dem die Ausnehmungen 37,39 mit der Drossel 43 verbindenden Leitungsabscllnitt
50 der Förderleitung 41 verbunden, während der die Drossel 43 mit dem Steuerventil
der ervolenkung verbindende Leitungsabschnitt 51 der Forderleitung 41 an die Steuerdruckkammer
49 angeschlossen ist. Der Regelschieber 47 ist mit einem zwischen seinen beiden
Stirnflächen liegenden Steuerabschnitt 52 versehen, der die Verbindung eines mit
dem Leitungsabschnitt 50 kommunizierenden Ventilanschlusses 53 mit zwei weiteren
Ventilanschlüssen 54 und 55 steuert. Der Ventilanschluß 54 ist durch eine Steuerdruckleitung
5G mit der hrbeitsdrucklcammer 17 verbunden. Dagegen steht der Ventilanschluß 55
über eine Steuerdruckleitting 57 mit der Arbeitsdruckkammer 18 in Verbindung.
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Der Regelschieber 47 ist an seinem in der Steuerdruckkammer 49 liegenden
Ende an einer in ilirer Federkennung auf die dem Soll-lzert der zeitlichen Fördermenge
entsprechenden Wert der Druckdifferenz der Kammern 48 und 49 abgestimmten Ventilfeder
58 abgestützt.
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Die in der Arbeitsdruckkammer 17 liegende Stirnfläche des Stators
15 arbeitet als Kolbendruckfläciie 59 im Sinne einer Verringerung der Exzentrizität
23 und damit der zeitlichen Fordermenge in der Förderleitung 41. Die in der Arbeitsdruckkammer
18 liegende Stirnfläche des Stators 15 arbeitet als Kolbendruckfläche 6() im Sinne
einer Vergrößerung der Exzentrizität und damit der zeitlichen Fördermenge. In der
gezeichneten Stellung für den Maximalwert der Exzentrizitat 23 wird der Stator 15
durch eine sich zwischen Kolbendruckfläche 60 und Pumpengehäuse 10 abstützende Stellfeder
61 gehalten.
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Durch die unmittelbare Ausbildung des Stators 15 als Steuerkolben
für
die Änderung der zeitlichen Fördermenge gemäß der Erfindung ergibt sich ein besonders
kompakt und klein bauendes Pumpenaggregat, da besondere StellColben und Stellgestänge
zur Änderung der Exzentrizitat 23 nicht erforderlich sind.
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