DE3005656A1

DE3005656A1 - Rotationskolbenpumpe

Info

Publication number: DE3005656A1
Application number: DE19803005656
Authority: DE
Inventors: Christof 7778 Markdorf Zippel
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1980-02-15
Filing date: 1980-02-15
Publication date: 1981-08-20

Description

Beschreibung:
Die Erfindung betrifft eine Rotationskolbenpumpe, insbesondere Zahnradpumpe, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
In zunehmendem Maße werden Hochdruckpumpen im Hydrauliksystem von Kraftfahrzeugen verwendet. Diese Pumpen werden beispielsweise bei hydraulisch unterstützten Lencanlagen, in Getrieben, Motoren oder hydraulischen Antriebsaggregaten benötigt.
Aus Kostengründen werden hauptsächlich Pumpen mit unveränderbarer Fördermenge, d. h. mit einem konstanten Vedrängervolumen/Umdrehung, verwendet. Da die Pumpen in den meisten Fällen schon bei niedrigen Antriebsdrehzahlen eine bestimmte, für den Betrieb der Aggregate ausreichende Fördermenge liefern müssen, wird bei hohen Drehzahlen eine unnötig hohe Fördermenge geliefert und damit eine ungewollt hohe Antriebsleistung verbraucht.
Zur Energieeinsparung wurden deshalb Pumpen entwickelt, deren Förderstrom bei einer bestimmten Drehzahl abgeregelt wird. Eine derartige Abregelung des Förderstromes bringt jedoch nicht zwangsläufig eine Einsparung von Antriebsenergie mit sich. Aus einem Vortrag von Feitzelmayer/Fingerhut "Energieeinsparung bei hydraulisch unterstützten Lenkanlagen von schweren Nutzfahrzeugen" (abgedruckt in: Fortschrittberichte der VDI-Zeitschriften, Reihe 12, Nr. 34, Seiten 404 bis 412) geht hervor, daß mit einer Abregelung des Förderstromes bisher nur bei Radial1oIbenpumpen auch eine Reduzierung der Antriebsleistung möglich ist.
Die Reduzierung des Förderstromes und der Antriebsleistung ist dadurch möglich, daß in der Saugleitung dieser Pumpen eine Drosselstelle angeordnet ist. Eine Saugdrosselung ist bei Rotationskolbenpumpen bisher nicht möglich, da die bei höheren Drehzahlen nur teilgefüllten Förderkammern bei ihrer Öffnung in den Druckraum der Pulpe rückbeflutet werden. Bei dieser Rückbeflutung der Förderkamern entsteht starke Kavitation, verbunden mit einer Implosion von in dem Druckmittel enthaltenen Gasblasen. Die Verwendung von Radialkolbenpumpen gegenüber Rotationskolbenpumpen bringt verschiedene Nachteile mit sich: hoher Preis, großer Bauraum, ungAnstiges Kaltstartverhalten, unerwünschte Laufgeräusche und Unwucht.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Rotationskolbenpumpe derart zu verbessern, daß sowohl ein konstanter Förderstrom als auch eine nach der Abregelv.ng der Pumpe im wesentlichen konstante Leistungsaufnahme erreicllt werden.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Ein weiteres vorteilhaftes und für die Ausgestaltung der Erfindung zweckmäßiges Merkmal ist im Anspruch 2 angegeben.
Durch die Anordnung einer Saugdrossel und eines in fer Druckleitung liegenden Rückschlagventiles ist sowohl eine Saugregelung als auch eine Reduzierung der benötigten Antriebsleistung bei Rotationskolbenpumpen ermb-llicht. Die Anwendung dieser Merkmale ist nicht auf außenachsige rZahnradpumpcn beschränkt < sondern kann celbstverständlich auch für Rotationskolbenpumpen anderer Bauart, wie z. B. FlUgelzellenpumpen, innenachsige Zahnradpurnpen u. a., Verwendung finden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Es zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch eine Zahnradpumpe in der Ebene der Achsen der beiden Zahnräder, Fig. 2 den Schnitt gemäß der Linie II-II der Fig. 1.
Die Pumpe besteht im wesentlichen aus einem mehrteiligen Gehäuse 1 und aus zwei in diesem gelagerten Zahnrädern 2 und 3. Das Zahnrad 2 wird in Richtung des Pfeiles 4 angetrieben und nimmt das Gegenrad 3 mit. Dabei entsteht eine Saugwirkung, durch die aus einem mit einer Saugleitung 5 verbundenen Saugraum 6 Druckmittel angesaugt wird.
Mit dem Druckmittel werden zwischen den Zahnrädern 2 mid 3 und dem Gehäuse 1 gebildete Förderkammern 7 befüllt. Die befüllten Förderkammern 7 wandern außen an der Geheiuseseite entlang und werden durch das Kämmen der Zahnräder 2 und 3 in einen Druckraum 8 entleert. Der Druckraum 8 steht in Verbindung mit einer zu einem Verbraucher führenden Druckleitung 9.
In der Saugleitung 5 ist eine Drosselstelle 10 angeordnet. In der Druckleitung 9 ist ein Rückschlagventil 11 angeordnet. Anstelle des Rückschlagventils ist auch die Anordnung eines zwangsgesteuerten Schieberventils möglich, das erst ab einer bestimmten Druckhöhe öffnet.
Durch die Saugdrosselung an der Drosselstelle 10 werden bei höheren Drehzahlen der Pumpe die Förderkammern 7 nur noch teilweise gefüllt. Das Rückschlagventil 11 verhindert, daß in der Druckleitung 9 vorhandenesr unter Hochdruck stehendes Druckmittel in eine teilgefüllte Förderkammer 7 zurückströmt, wenn sich diese gerade in den Druckraum 8 öffnet.
Erst nachdem der Druckraum 8 durch den Förderstrom aus mehr.-ren teilgefüllten'Förderkammern 7 eine ausreichende Höhe besitzt, öffnet sich das Rückschlagventil 11 zur Druckleitung 9 und damit zum Verbraucher.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Saugdrosselstelle und des Rückschlagventils in der Druckleitung ist die Verwendung bereits bestehender, preiswerter Pumpensysteme für die Lösung der gestellten Aufgabe möglich. Mit nur geringfügigen Abänderungen wird dadurch - beginnend beim Abregelpunkt der Pumpe - ein nahezu konstanter Förderstrom und eine nahezu konstante, aufgenommene Leistung erreicht.

Claims

Rotationskolbenpumpe Patentansprüche: Rotationskolbenpumpe, insbesondere Zahnradpumpe, mit wenigstens einem druckmittelbeaufschlagten, arbeitsübertragenden rotierenden Kolbenteil und mit zwischen dem Kolbenteil und einem Pumpengehäuse gebildeten Förderkammern, mit einem an der Saugseite der Pumpe angeordneten, mit einer Saugleitung der Pumpe in Verbindung stehenden Saugraum und mit einem an der Druckseite der Pumpe angeordneten, mit einer zu einem Verbraucher führenden Druckleitung der Pumpe in Verbindung stehenden Druckraum, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h folgende Merkmale: - in der Saugleitung (5) ist eine Drosselstelle (10 ) angeordnet, - in der Druckleitung (9) ist ein ein Rückströmen des geförderten Druckmittels in die Förderkammern (7 > verhinderndes Ventilelement (11) angeordnet.
2. Pumpe nach Anspruch 1, d a dur c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Ventilelement (11) ein Rückschlagventil ist.