DE2913419C2 - Hochdruckpumpe - Google Patents

Description

Stand der Technik

Eine Hochdruckpumpe der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angeführten Bauart (DE-PS 20 20 675 und DE-PS 20 47 040) weist ein für die Pumpe und den Ölbehälter einteilige-, Gehäuse auf. Die Gestaltung des Gehäuses ist dabei so vorgenommen, daß Hinterschneidungen vermieden werden, wodurch eine Herstellung des Gehäuses im Druckgußverfahren ermöglicht ist. Das in einer Gehäusepumpenkammer aufgenommene Pumpenpaket besteht dabei aus einer antriebsseitigen Steuerplutte, einem Kurvenring, in welchem die in einem Rotor geführten und radial nach außen beweglichen Arbeilsschieber entlanggleiten und einer weiteren, auf der Auslaßseite der Pumpe gelegenen Steuerplatte. Die auslaßseitige Steuerplatte wird im Betrieb der Pumpe durch den Förderdruck beaufschlagt, so daß das gesamte Paket dichtend zusammengepreßt wird und über die antriebsseitige Steuerpiatte im Gehäuse abgestützt ist. Wegen des verhältnismäßig hohen Anpreßdruckes und der dabei auftretenden Gleitreibung werden zur Erzielung eines guten Verschleißverhaltens die Steuerplatten aus Sintermetall hergestellt. Steuerplatten aus Sintermetall haben zwar den weiteren Vorteil, daß sie hohe Ansprüche an Form- und Maßgenauigkeit erfüllen, sind aber in der Herstellung teuer.

Aufgabe und Lösung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,

Herstellungskosten und das Gewicht von derartigen Hochdruckpumpen zu senken, wobei auch die bisher geltenden Forderungen hinsichtlich des Verschleißverhaltens, der Form- und Maßgenauigkeit und der Öldichtigkeit voll eingehalten werden sollen.

Diese Aufgabe ist durch das im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 enthaltene Merkmal gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe sind in den Unieransprüchen 2 und 3 enthalten.

Durch die eingangs beschriebene DE-PS 20 47 040 ist es zwar bekannt, das Gehäuse einer Hochdruckpumpe aus Druckguß zu fertigen, jedoch standen bisher einer Verwendung von aus Druckguß hergestellten Steuerplatten erhebliche Vorurteile der Fachwelt gegenüber. Wegen der geringeren Belastbarkeit von Druckguß gegenüber Sinterteilen und der verhältnismäßig hohen Kavitations- Reib- und Biegebelastung, der die Steuerplatten unterworfen sind, hielt man bisher Druckguß als Werkstoff für diese Pumpenteile als ungeeignet Vielmehr wurde mit einem vorzeitigen Verschleiß der Steuerplatten im Bereich der Anlaufflächen von Rotor und Arbeitsschieber oder gar mit einem Bruch, bedingt durch die geringe Bruchdehnung, gerechnet. Diese Auffassung wurde durch die höhere Porosität und mögliche Lunkerbildung im Gefüge von Druckguß mitgestützt.

Schließlich wurde angenommen, daß sich bei dem kleineren Elastizitäts-Modul von Druckguß im Betrieb eine zu starke Verformung der Steuerplatten ergeben könnte, welche das Betriebsverhalten der Pumpe nachteilig beeinflußt. Die erwarteten Nachteile sind jedoch in der Praxis nicht aufgetreten, vielmehr wurde durch Dauerversuche bestätigt, daß die erfindungsgemäße Pumpe im Betriebs- und Verschleißverhalten die Werte der bekannten Pumpen erreicht. Durch die erstmalige Anwendung von im Vakuumdruckgußverfahren hergestellten Steuerplatten aus einer hochsiliziumhaltigen Aluminiumlegierung wird ein homogenes Gefüge mit geringster Lunkerbildung und einer verschleißfesten Oberflächenzone geschaffen. Die auf diese Weise hergestellten Steuerplatten sind in der Fertigung beträchtlich billiger, wobei sich gleichzeitig eine Gewichtsersparnis ergibt.

Zur Begrenzung des Druckausgleiches ist in vorteilhafter Weise auf der Auslaßseite der Steuerplatte die vom Druck beaufschlagte Fläche durch eine axiale Dichtung verkleinert. Dadurch ist ein hydraulischer Stirnspaltausgleich geschaffen und eine Überlastung dieser Steuerplatte ausgeschlossen.

Erläuterung der Erfindung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Axialschnitts einer Flügelzellenpumpe näher erläutert.

Das mit Versteifungsrippen \A versehene Pumpengehäuse 1 besteht aus einer im Vakuumdruckgußverfahren hergestellten, hochsiliziumhaltigen Legierung, wobei die antriebsseitige, in bekannter Weise mit ölkanälen 2, 3 bzw. 2A, ZA versehene Steuerplatte 4 mit dem Gehäuse einstückig ausgebildet ist. Innerhalb des Gehäuses 1 erstreckt sich eine Antriebswelle 5, welche über eine Keilverzahnung mit einem Rotor 6 verbunden ist. Der Rotor 6 enthält eine Anzahl, aus der Zeichnung nicht sichtbarer radialer Schlitze, in welchen radial bewegliche, an einem Kurvenring 7 anliegende Arbeitsschieber 8 entlanggleiten. Am Kurvenring 7 stützt sich eine lose Steuerplatte 10 ab, in der in bekannter Weise wirkende Drucköffnungen 11, IM und teilringförmige ölkanäle 13, 13Λ für die Unterseiten der Arbeitsschieber 8 vorgesehen sind. Aus der Zeichnung nicht ersichtliche Förderkammern zwischen den Arbeitsschiebern 8, dem Rotor 6 und dem Kurvenring 7 stehen über Saugkam-

mem 15, 15Λ und einen Sauganschluß 17 mit einem nicht gezeichneten Ölbehälter in Verbindung. Das von den Arbeitsschiebern 8 geförderte Drucköl gelangt über die Drucköffnungen 11 bzw. MA in eine mit einem Auslaßanschluß 18 verbundene Druckkammer 20. In die Steuerplatte 10 ist eine Nut für einen Dichtring 21 eingegossen. Dieser Dichtring 21 begrenzt ein bestimmtes, vom Auslaßdruck beaufschlagtes Druckfeld der Steuerplatte 10, so daß sich diese auch bei hohen Pumpendrücken nicht zu stark durchbiegen kann. Dieser a,uf die Steuerplatte 10 wirkende Auslaßdruck dient zum axialen Spielausgleich und zum Ausgleich des von der Rotorseite aus auf die Steuerplatte 10 wirkenden Innendrücks.

Die gewünschte Verschleißfestigkeit der losen Sleuerplatte 10 und der mit dem Gehäuse 1 vereinigten

10

15 Steuerplatte 4 wird durch einen verhältnismäßig hohen, bei 12 bis 20% liegenden Siliziumanteil erreicht. Beim schnellen Abkühlen entsteht durch feines Ausschneiden von Siliziumkristallen an der Oberfläche eine dünne Randschicht hoher Verschleißfesiigkeit.

Trotz hoher Genauigkeitsanforderungen an derartige Pumpenbauteile können die im Vakuumdruckgußverfahren hergestellten Steuerplatten bzw. der in das Gehäuse eingegossene Steuerspiegel ohne aufwendige Nacharbeit verwendet werden. Da die Ebenheit einer Steuerplatte in unbearbeitetem Zustand weniger als 0,1 mm beträgt, kann die Bearbeitungszugabe an der Steuerfläche extrem gering gehalten werden. Das feine Gefüge bleibt daher an der Oberfläche erhalten und damit die Verschleißfestigkeit unbeeinträchtigt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Hochdruckpumpe, insbesondere für Hilfskraftlenkungen, bestehend aus einem Gehäuse, einem im Gehäuse gelagerten Kurvenring, einem durch eine Antriebswelle antreibbaren Rotor mit radialen Schlitzen, in welche bewegliche, an einem Kurvenring dichtend anliegende Arbeitsschieber eingesetzt sind und mit mindestens einer Steuerplatte, wobei Teile der Pumpe aus Druckguß hergestellt sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Steuerplatte (10) aus einer im Va'.uiumdruckgußverfahren hergestellten, hochsiliziumhaltigen Legierung besteht, deren Ebenheit in unbearbeitetem Zustand weniger als 0,1 mm beträgt.

2. Hochdruckpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Auslaßseite der Pumpe angeordnete Steuerplalle (10) aus einer im Vakuumdruckgußverfahren hergestellten, hochsiliziumhaltigen Legierung besteht.

3. Hochdruckpumpe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einer Druckkammer (20) zugewandte Seite der Steuerplatte (10) ein durch einen Dichtring (21) begrenztes Druckfeld aufweist.

4. Hochdruckpumpe, nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Antriebsseite der Pumpe eine mit dem Gehäuse (1) vereinigte Steuerplatte (4) vorgesehen ist und das Gehäuse im Vakuumdruckgußverfahren hergestellt ist.