DE3142604C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Pumpeneinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In der zum Stand der Technik zählenden älteren DE-31 07 952 A1 ist eine Pumpeneinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben. Bei dieser Pumpeneinheit ist die Druckseite der anderen Pumpe nicht über den Ventilkolben des Stromregelventils mit dem Behälter verbindbar. Wenn beide Pumpen mit der Hauptversorgungsleitung verbunden sind, muß das Stromregelventil die Überschußmenge beider Pumpen von der Hauptversorgungsleitung aus in den Behälter absteuern.

Zum vorveröffentlichten Stand der Technik zählen die US-PS 29 05 191 und 35 40 218. Die Pumpeneinheit der US-PS 35 40 218 weist ein Stromregelventil mit einer Drosselstelle auf. Die Hauptversorgungsleitung verläuft axial durch den Ventilkolben dieses Stromregelventils, wobei eine Pumpe ständig mit dieser Hauptversorgungsleitung in Verbindung steht und die andere Pumpe in der Ausgangsstellung mit dem Behälter verbunden ist. In Abhängigkeit von der Strömungsmenge kann die zweite Pumpe zugeschaltet werden. Ein Überschuß an Strömungsmittel kann nur über ein Überdruckventil abgesteuert werden. Dies bedeutet einen Leistungsverlust, da durch die entsprechende Pumpe ein hoher Druck aufrechterhalten werden muß, d. h. also die Pumpe nicht drucklos wird, wenn weniger Leistung erforderlich ist.

In der US-PS 29 05 191 ist eine aus zwei Pumpen bestehende Pumpeneinheit beschrieben. Im Zusammenhang mit diesen beiden Pumpen erfolgt die Ventilsteuerung über ein Stromregelventil und ein Druckventil, wobei beide Ventile ineinander geschachtelt sind. Auch hier besteht die Möglichkeit, entweder nur eine oder beide Pumpen wirksam werden zu lassen, wobei allerdings nur für eine Pumpe die Möglichkeit besteht, eine Überschußmenge abzusteuern.

Somit ist es bei den bekannten Lösungen nicht möglich, über den gesamten Betriebsbereich eine optimale Leistungsanpassung hinsichtlich der Arbeitsweise der Pumpen vorzunehmen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Pumpeneinheit zur Beaufschlagung eines hydraulischen Verbrauchers so auszubilden, daß der Leistungsverbrauch der Pumpeneinheit innerhalb des Betriebsbereiches in Abhängigkeit von der Drehzahl der Pumpeneinheit und dem Leistungsbedarf des Verbrauchers ökonomisch abgestimmt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Bei der Erfindung kann sowohl bei geringer Drehzahl und geringem Druck bzw. geringer Drehzahl und hohem Druck bzw. hoher Drehzahl und hohem Druck so gefahren werden, daß die Pumpen nicht mehr als die dafür erforderliche Leistung erbringen, was zu einer Optimierung der Leistungsabnahme in Abhängigkeit vom Bedarf führt. Insbesondere kann bei der erfindungsgemäßen Lösung hinsichtlich der Förderung beider Pumpen drucklos abgesteuert werden.

Die erfindungsgemäße Pumpeneinheit ist von einfachem Aufbau und gestattet eine kompakte Bauweise.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand der in den Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt und eine schematische Ansicht einer Ölpumpeneinheit entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung, die auf ein Servolenksystem Anwendung findet,

Fig. 2A, B und C der Fig. 1 gleiche Ansichten mit der Darstellung der einzelnen Betriebszustände,

Fig. 3 eine graphische Strömungsabgabe der Pumpen,

Fig. 4 und 5 graphisch das Verhältnis der Leistung aufgetragen als Funktionen der Drehzahl und des Abgabedruckes der Pumpe,

Fig. 6 einen Querschnitt der Ölpumpeneinheit entsprechend einer besonderen Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 7 einen Längsschnitt der Pumpeneinheit der Fig. 6,

Fig. 8 einen Querschnitt entlang der Linie VIII-VIII der Fig. 6 und 7,

Fig. 9 eine detaillierte Ansicht eines Teils der Pumpeneinheit in der Nähe der Einlaßpassage,

Fig. 10 eine Detailansicht einer Passagenöffnung, die zwischen einem Paar von Ventilöffnungen ausgebildet ist,

Fig. 11 eine Detailansicht der Verbindung zwischen einer Auslaßpassage und einer zweiten Ventilöffnung,

Fig. 12 eine Seitenansicht der Gesamteinheit und

Fig. 13 bis 15 schematische Ansichten mit der Darstellung anderer Ausführungsformen der Erfindung.

In Fig. 1 ist eine Ölpumpeneinheit entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die bei einem Servolenksystem eines Kraftfahrzeuges Anwendung findet. Insbesondere sind eine erste und eine zweite Pumpe 1, 2 vorgesehen, welche getrennt Hydrauliköl abgeben und die von einem nicht dargestellten Motor angetrieben werden. Diese Pumpen sind dahingehend tätig, ein Servolenksystem 5 mit Betriebsöl aus einem Tank 3 zu versorgen. Ein Energiespareffekt kann dadurch erzielt werden, daß für die erste Pumpe 1 eine Kapazität gewählt wird, die kleiner ist als die Kapazität der zweiten Pumpe 2. Es ist ersichtlich, daß die Pumpen 1, 2 Saugleitungen 1 a, 2 a haben, die mit einer Leitung 3 a verbunden sind, die ihrerseits an den Tank 3 angeschlossen ist. Ebenso umfassen die Pumpen 1, 2 Auslaßleitungen 1 b, 2 b. Eine Hydraulikölversorgungsleitung 5 a verbindet einen Strömungs-Steuermechanismus (Steuerung) 4 mit dem Servolenksystem 5, während eine Rücklaufleitung 5 b zwischen dem System 5 und dem Tank 3 verläuft.

Die Steuerung 4, welche wahlweise von der ersten und der zweiten Pumpe 1, 2 abgegebenes Hydrauliköl dem Servolenksystem 5 zuführt, umfaßt eine Hauptversorgungsleitung 10, durch die Öl von der ersten Pumpe 1 zum Lenksystem 5 gefördert wird. Das System umfaßt weiterhin eine andere Leitung 11, der Hydrauliköl von der zweiten Pumpe 2 zugeleitet wird. Ein Steuerventil 12 befindet sich zwischen diesen Leitungen 10, 17 und spricht auf einen Druckwechsel des Hydrauliköls innerhalb der Hauptversorgungsleitung 10 an, welcher in Übereistimmung mit der Größe einer auf das Servolenksystem 5 einwirkenden Last auftritt.

Das Steuerventil 12 umfaßt einen Schieber 13, der verschiebbar innerhalb einer Ventilöffnung 12 a angeordnet ist, deren eines Ende in die Leitung 10 mündet. Der Schieber 13 wird normalerweise durch eine Feder 14 nach links (Fig. 1) oder so gedrückt, daß es in Richtung auf die Leitung 10 angeordnet ist, so daß die Leitung 11, die in den axialen Mittelbereich der Ventilöffnung 12 a mündet, von der Leitung 10 isoliert wird. Unter diesen Umständen ist die Leitung 11 über eine Ringnut 13 a, die kreisumfangsmäßig um den Mittelabschnitt des Schiebers 13 ausgebildet ist, mit einer Drainageleitung 15 verbunden, die so ausgebildet ist, daß sie parallel zur Leitung 11 verläuft und dann über eine Drainageleitung 15 a mit dem Tank 3 verbunden ist.

Das Steuerventil 12 ist mit einem Rückschlagventil 16 versehen, welches an einem Ende des Schiebers 13 neben der Leitung 10 angeordnet ist. Wenn der Schieber 13 sich nach rechts bewegt (Fig. 1), wird das Rückschlagventil 16 über eine radial verlaufende Öffnung 13 b und eine Ringnut 13 c, die um die Öffnung 13 b in Ausrichtung damit angeordnet ist, mit der Leitung 11 verbunden. Wenn das Steuerventil 12 so betätigt wird, unterbricht der Schieber 13 die Verbindung zwischen den Leitungen 11 und 15. Aus Fig. 2A ist ersichtlich, daß unter diesen Umständen das von der zweiten Pumpe 2 kommende Hydrauliköl das Rückschlagventil 16 öffnet und in die Leitung 10 eingeführt wird, um so mit dem Hydrauliköl der ersten Pumpe 1 so lange vermischt zu werden, wie ein weiteres Steuerventil 20, welches später noch beschrieben wird, untätig verbleibt.

Das Steuerventil 12 umfaßt eine Niedrigdruckkammer 17, in der die Feder 14 angeordnet ist und in die der Tankdruck über eine kleine Öffnung 13 d eingeleitet wird. Das Ventil umfaßt ebenso eine Hochdruckkammer 18, welche an der entgegengesetzten Seite der Niedrigdruckkammer angeordnet ist und in die der Druck von der Leitung 10 durch einen Kanal 19 eingeleitet wird. Auf diese Weise erfaßt der Schieber 13, wenn der Hydraulikdruck innerhalb der Leitung 10 in Erwiderung auf eine erhöhte Last auf das Servolenksystem 9 ansteigt, einen solchen Wechsel durch eine Bewegung nach rechts, wenn das Ventil in Fig. 1 betrachtet wird.

An einer Stelle stromab der Leitung 10 befindet sich ein weiteres, eine Strömung steuerndes Steuerventil 20, das so angeordnet ist, daß es parallel zum Steuerventil 12 angeordnet ist. Dieses Steuerventil 20 erfaßt den Zustand, wenn eine Strömung durch die Leitung 10 einen bestimmten Wert erreicht oder überschreitet. Das weitere Steuerventil 20 ist im wesentlichen auf dieselbe Weise konstruiert wie ein Strömungssteuerventil, das dahingehend arbeitet, daß es einen Teil des Abgabestromes von der ersten Pumpe 1 entweder allein oder in Kombination mit dem Abgabestrom von der zweiten Pumpe 2 zurückführt, wenn immer der kombinierte Strom einen bestimmten Wert überschreitet. Dabei erfolgt die Rückführung in den Tank 3, wodurch die Versorgung des hydraulischen Strömungsmittels zum Servolenksystem 5 unter einem bestimmten vorgegebenen Niveau gehalten wird.

Insbesondere das weitere Steuerventil 20 umfaßt einen Schieber 21, der verschiebbar in einer Ventilöffnung 20 a angeordnet ist, deren eines Ende in die Leitung 10 mündet. Außerdem umfaßt das Steuerventil 20 eine Ventouri-Düsenöffnung 22, die in der Leitung 10 angeordnet ist, um die Strömung durch diese Leitung als eine Druckdifferenz über den Querschnitt der Leitung 10 zu erfassen.

Der Schieber 21 bildet eine Hochdruckkammer 23, die über einen Kanal 24 mit der stromaufwärts liegenden Seite der Düsenöffnung 22 verbunden ist, und bildet ebenso eine Niedrigdruckkammer 25, die mit der stromabwärts liegenden Seite der Düsenöffnung 22 über einen Kanal 26 verbunden ist. In diesem Kanal 26 befindet sich eine Düsenöffnung 26 a, welche dahingehend wirksam ist, eine Oszillation des Ventils 21 zu verhindern. Der Schieber 21 wird normalerweise durch eine Feder 27, die innerhalb der Niedrigdruckkammer 25 angeordnet ist, so gedrückt, daß es eine Lage einnimmt, die in Richtung auf die Hochdruckkammer 23 oder entsprechend Fig. 1 nach links vorgespannt ist, wo der Schieber eine Verbindung zwischen der Leitung 10 und einer Drainageleitung 28, die über eine Leitung 28 a zum Tank 3 führt und der Hochdruckkammer 23 und den Kanal 24 unterbricht. Ein Rückschlagventil 29 wirkt mit dem Schieber 21 zusammen. Die innerhalb des Steuerventils 20 angeordnete Feder 27 hat eine Federkraft einer Größe, die geringer ist als die der Feder 14, welche beim Steuerventil 12 verwendet wird.

Es ist weiterhin festzustellen, daß eine Bypass-Leitung 30 vorgesehen ist für eine Verbindung zwischen den Steuerventilen 12, 20. Das von der zweiten Pumpe 2 kommende Hydrauliköl wird durch die Leitung 11 in die Bypass- Leitung 30 geleitet. Normalerweise, wenn das weitere Steuerventil 20 nicht in Betrieb ist, mündet die Bypass-Leitung 30 in eine Ringnut 21 a, die um den Schieber 21 in der Nähe der Niedrigdruckkammer 25 ausgebildet ist. Dabei ist normalerweise die Bypass-Leitung 30 von der Drainage-Leitung 28 getrennt. Unter diesen Bedingungen wird konsequenterweise das von der zweiten Pumpe 2 kommende hydraulische Öl in den Tank 3 zurückgeführt oder durch das Rückschlagventil 16 entsprechend der vom Steuerventil 12 eingenommenen Lage in die Leitung 10 geleitet.

Wenn andererseits das Steuerventil 20 betätigt wird, so gelangt, wie aus Fig. 2B ersichtlich ist, ein Teil des durch die Leitung 10 strömenden Hydrauliköles in den Tank zurück, und die Bypass-Leitung 30 mündet in eine Ringnut 21 b, die um den Schieber 21 ausgebildet ist in Richtung auf die Hochdruckkammer 23 und steht darüber mit der Drainage- Leitung 28 in Verbindung. Wenn das Steuerventil 12 zu diesem Zeitpunkt nicht betätigt ist, steht die Leitung 11 mit dem Tank 3 durch die Drainage-Leitungen 15, 28 in Verbindung, so daß das von der zweiten Pumpe 2 kommende Hydrauliköl in den Tank 3 zurückkehrt, woraus sich keine Probleme ergeben. Wenn jedoch das Steuerventil 12 betätigt wird, steht die Leitung 11 über die Ringnut 13 c und die Öffnung 13 b, die zur Leitung 10 führt, und in der das Rückschlagventil 16 angeordnet ist, mit der Bypass- Leitung 30 und von dort mit dem Tank 3 über die Ringnut 21 b und die Drainage-Leitung 28 in Verbindung. Konsequenterweise wird unter diesen Bedingungen das Rückschlagventil 16 nicht durch den über den Querschnitt bestehenden Druckunterschied geöffnet. Daraus resultiert, daß das von der zweiten Ölpumpe 2 kommende Hydrauliköl, welches in die Leitung 11 eingeleitet wird, durch die Steuerventile 12 und 20 gefördert und durch die Drainage-Leitung 28 zum Tank 3 zurückgebracht wird. Dieser Zustand ist in Fig. 2C dargestellt.

Der Betrieb der Steuerung 4 wird in Relation zur Abgabe von den jeweiligen Pumpen 1, 2 oder der Zahl der Umdrehungen des Motors und im Verhältnis zum Betrieb des Servolenksystems 5 näher betrachtet.

Zunächst wird diesbezüglich die Fig. 1 betrachtet, in der der vorherrschende Zustand dargestellt ist, wenn der Motor mit einer niedrigen Drehzahl läuft und das Servolenksystem 5 betriebslos verbleibt, oder wenn auf das Servolenksystem 5 keine Last aufgebracht wird, wodurch der hydraulische Druck innerhalb der Leitung 10 niedrig ist. In diesem Zustand verbleiben beide Steuerventile 12 und 20 betriebslos, und zwar mit der Folge, daß das von der ersten Pumpe 1 kommende Hydrauliköl durch die Leitung 10 zum Servolenksystem 5 gefördert wird, während die zweite Pumpe 2 über die Leitung 11 und die Drainage-Leitung 15 mit dem Tank 3 verbunden ist. Auf diese Weise zirkuliert das Hydrauliköl zwischen der zweiten Pumpe 2 und dem Tank 3 bei Aufrechterhaltung eines Nichtlastzustandes. Dies erfolgt deswegen, weil eine reduzierte Hydraulikölzufuhr keinen Einfluß auf das Servolenksystem 5 hat. Die Strömungserwiderung bei solch einem Zustand ist in Fig. 3 durch eine ausgezogene Linie a angezeigt. Die Leistungsabgabe (in PS) ist durch unterbrochene Linien a in Fig. 4 dargestellt und kann geringer sein als nahezu die Hälfte des Wertes gemäß dem Stand der Technik, welcher durch die strichpunktierten Linien b in Fig. 4 angezeigt ist.

In Fig. 3 repräsentiert die Kurve P₁ die Strömungsabgabe der ersten Pumpe und die Kurve P₂ die Strömungsabgabe der zweiten Pumpe, sowie die Kurve P₁ + P₂ die kombinierte Strömungsabgabe beider Pumpen über die Drehzahl.

Wenn das Servolenksystem 5 betrieben wird, um die Last von einem Niedriggeschwindigkeits- und Niedrigdruckzustand entsprechend Fig. 1 zu einem Niedriggeschwindigkeits- und Hochdruckzustand zu erhöhen, wird das Steuerventil 12 entsprechend Fig. 2A betrieben, um die zweite Pumpe 2 vom Tank 3 zu trennen und um die zweite Pumpe über das Rückschlagventil 16 mit der Leitung 10 zu verbinden. Dementsprechend vermischt sich Hydrauliköl der zweiten Pumpe 2 mit Hydrauliköl der ersten Pumpe 1 innerhalb der Leitung 10, welches dem Servolenksystem 5 zugeführt wird, woraus eine zusätzliche Kraft für einen erforderlichen Lenkvorgang erzeugt wird, so daß im Betrieb keine Probleme entstehen. Das Strömungsansprechen mit zunehmender Last wird in Fig. 3 durch die ausgezogene Linie b angezeigt, während die Leistungsabgabe durch eine ausgezogene Linie c in Fig. 4 angezeigt wird, welche dieselbe bleibt wie beim Wert entsprechend dem Stand der Technik, angezeigt durch die strichpunktierten Linien d in Fig. 4. Es ist eindeutig, daß bei der Leistungsabgabe in diesem Zustand keine Reduzierung erreicht werden kann.

Beim Hochgeschwindigkeits- und Niedrigdruckzustand, bei dem die Abgabeströmung der Pumpe über einen bestimmten Wert zunimmt, wenn die Drehzahl zunimmt und das Servolenksystem 5 betriebslos verbleibt, wird das Steuerventil 20 entsprechend Fig. 2B betätigt, wodurch ein Teil des von der ersten Pumpe 1 kommenden Hydrauliköls aus der Leitung 10 in den Tank 3 abgelassen wird, wodurch eine gesteuerte Versorgung des Servolenksystems 5 aufrechterhalten wird. Zu diesem Zeitpunkt verbleibt das Steuerventil 12 betriebslos, wodurch das von der zweiten Pumpe 2 kommende Hydrauliköl durch die Leitung 11 und die Drainage-Leitung 15 in den Tank 3 zurückgeleitet wird. Offensichtlich kehrt ein Teil dieses Hydrauliköls durch die Drainage-Leitung 28 in den Tank 3 zurück, die über das Steuerventil 20 mit der Leitung 11 in Verbindung steht. Das Strömungsansprechen in diesem Zustand ist durch eine ausgezogene Linie c in Fig. 3 angezeigt, welche die ausgezogene Linie a oder b an einem Knickpunkt X oder Y fortsetzt, während die Leistungsabgabe ausreichend niedrig gehalten wird, was durch die unterbrochenen Linien a in Fig. 4 angezeigt wird.

Während solch einer Hochgeschwindigkeitsdrehung werden, da das Servolenksystem 5 hinsichtlich der Einnahme eines Hochdruckzustandes betätigt wird, die Steuerventile 12 und 20 entsprechend Fig. 2C betätigt, und zwar mit der Folge, daß die Leitung 11, in die das von der zweiten Pumpe 2 kommende Hydrauliköl eingeführt wird, über die Bypass- Leitung 30 und das Steuerventil 20 mit der Drainage- Leitung 28 für die Verbindung mit dem Tank 3 verbunden wird. Dieses Hydrauliköl wird zum Tank 3 zurückgeführt, ohne das Rückschlagventil 16 zu öffnen. Andererseits wird ein Teil des von der ersten Pumpe 1 zur Leitung 10 zugeführte Hydrauliköl über das Steuerventil 20 zum Tank 3 zurückgebracht, wodurch eine konstante Hydraulikölversorgung zum Servolenksystem 5 vorgesehen wird. Das resultierende Strömungsansprechen (Strömungsverhalten, Strömungsverlauf) ist durch die ausgezogene Linie c in Fig. 3 angezeigt, während die Leistungabgabe durch eine ausgezogene Linie e angezeigt ist, welche die Linie c in Fig. 4 fortsetzt und die eine Größe hat, die nahezu der Hälfte des Wertes gemäß dem Stand der Technik entspricht, welcher Wert durch die strichpunktierte Linie d in Fig. 4 angezeigt ist.

Es ist festzustellen, daß in Fig. 2A bis C P₁ die erste Pumpe 1, P₂ die zweite Pumpe 2, T den Tank 3 und P.S. das Lenksteuersystem 5 repräsentiert.

Der Energiespareffekt, welcher mit der Anordnung der vorliegenden Ausführungsform erreicht werden kann, wird aus Fig. 5 deutlich, welche die Energieabgabe als Funktion des Abgabedruckes der Pumpe wiedergibt.

Wenn die Drehzahl der Pumpen niedrig ist, wird die durch die ausgezogene Linie a angegebene Leistungsabgabe nahezu die Hälfte des Wertes gemäß dem Stand der Technik annehmen, welcher durch die strichpunktierte Linie b angezeigt ist, wird jedoch bei Last zu demselben Wert anwachsen.

Wie durch die ausgezogene Linie c angezeigt ist, kann die Leistungsabgabe im Bereich der Hochgeschwindigkeitsdrehung nahezu die Hälfte des Wertes gemäß dem Stand der Technik annehmen, welcher durch die strichpunktierte Linie d angezeigt ist. Dies liegt daran, daß nur die erste Pumpe 1 die Hydraulikölversorgung zum Servolenksystem 5 vornimmt und die zweite Pumpe 2 nichts dazu beiträgt, unabhängig von der Größe der Last während des Hochgeschwindigkeitsbetriebes.

Die Ölpumpeneinheit umfaßt die erste und zweite Pumpe 1, 2 sowie die Steuerung 4, welche sowohl auf den Druck als auch auf die Drehzahl zum Steuern der Hydraulikölabgbe anspricht und integriert mit der Einheit verbunden ist. Diese Einheit ist einfach herzustellen und zusammenzusetzen, um die Herstellungskosten zu reduzieren, während die Anforderungen an eine geringe Größe und an ein geringes Gewicht erfüllt werden. Dieser Aspekt wird nun insbesondere nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 6 und die nachfolgenden Figuren beschrieben, wobei festzustellen ist, daß Teile, die denen in Fig. 1 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Speziell umfaßt die Pumpeneinheit ein Paar aus einem vorderen und einem hinteren Pumpenkörper 40 A, 40 B. Integriert eingesetzt in diese Körper sind ein Paar einer ersten und zweiten Pumpe 1, 2 mit unterschiedlichen Abgabekapazitäten sowie ein Paar von Ventilen (Ventilschieber), die die beiden Steuerventile 12, 20 zum Steuern der Versorgung mit von diesen Pumpen abgegebenem Hydrauliköl bilden. Strömungsmittelleitungen, die eine geeignete Verbindung zwischen diesen Teilen vorsehen, sind ebenso darin ausgebildet. Wie in Fig. 7 und 8 dargestellt ist, ist der hintere Körper 40 B zentral mit einem Pumpenaufnahmeraum 41 versehen, welcher an einem Ende geschlossen ist und welcher sich in Richtung des vorderen Körpers 40 A öffnet. Die erste und zweite Pumpe 1, 2 sind innerhalb des Raumes 41 in Axialausrichtung angeordnet. Diese Pumpen 1, 2 werden von einer gemeinsamen Antriebswelle 43 drehangetrieben, welche Welle durch eine Mittelbohrung 42 verläuft, die im vorderen Körper 40 A angeordnet ist, wodurch die Pumpenwirkung ermöglicht wird.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind diese Pumpen 1, 2 Flügelpumpen. Diese Pumpenkonstruktion soll nachfolgend kurz beschrieben werden. Die erste Pumpe 1 umfaßt einen Rotor 44, welcher fest auf der Antriebswelle 43 montiert ist und trägt eine Vielzahl von Flügeln 44 a. Weiterhin umfaßt die erste Pumpe einen Nockenring 45, eine Seitenplatte 46 und eine Druckplatte 47. Die erste Pumpe 1 befindet sich in einem Abschnitt 41 a des Raumes 41 mit vergrößertem Durchmesser. Dieser Abschnitt 41 a befindet sich in der Nähe des offenen Endes des Raumes 41. Die Seitenplatte 46 liegt an einer Abstufung 41 b an, welche im Raum 41 an einer axial zentralen Stelle ausgebildet ist. Die Seitenplatte dient ebenso als Seitenplatte für die zweite Pumpe 2. Die Druckplatte 47 ist in Richtung auf das offene Ende des Raumes 41 angeordnet und wirkt mit dem vorderen Körper 40 A zusammen, welcher das offene Ende schließt, um eine Druckkammer 48 zu bilden, die die Druckseite der Pumpe repräsentiert.

Auf gleiche Weise umfaßt die zweite Pumpe 2 einen Rotor 49, welcher fest auf der Antriebswelle 43 montiert ist und eine Vielzahl von Flügeln 49 a trägt. Die Pumpe umfaßt weiterhin einen Nockenring 50 und eine Druckplatte 51. Die zweite Pumpe 2 befindet sich in einem Abschnitt 41 c des Raumes 41, welches einen reduzierten Durchmesser aufweist und in Richtung auf den Boden des Raumes 41 angeordnet ist.

Eine Feder 52 befindet sich zwischen der Druckplatte 51 und dem Boden des Raumes 41. Eine dort befindliche Region repräsentiert eine Druckkammer 53, die die Druckseite der zweiten Pumpe 2 bildet. Eine Feder 54 ist ebenso in der Druckkammer 48 der ersten Pumpe 1 angeordnet. Jedoch sollte verstanden werden, daß das Vorsehen dieser Federn 52, 54 nicht unbedingt notwendig ist. Die Druckkammern 55, 56 repräsentieren die Saugseite der Pumpen und sind um die Nockenringe 45, 50 der beiden Pumpen 1, 2 ausgebildet und stehen über eine Öffnung 46 a miteinander in Verbindung, welche durch die Seitenplatte 46 verlaufend ausgebildet ist. Entsprechend der Darstellung in Fig. 6 bis 9 wird von einem nicht dargestellten Öltank ein Betriebsöl in die Druckkammern 55, 56 geleitet. Dies erfolgt über eine Einlaßpassage 57, die entlang der Seite des hinteren Körpers 40 B ausgebildet ist und durch eine Passage 58, die mit einer Ventilöffnung in Verbindung steht, welche mit einem der Ventile assoziiert ist, wie dies später noch beschrieben wird. In diesen Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 59 eine Stange, welche dazu verwendet wird, die verschiedenen Komponenten der Pumpe zu positionieren. Das Bezugszeichen 60 bezeichnet ein Lager zum Abstützen der Antriebswelle 43 innerhalb des vorderen Körpers 40 A. 61 bezeichnet eine Öldichtung, welche eine Leckage des Öls nach außen hin verhindert.

Es ist wünschenswert, daß die verschiedenen Komponenten beider Pumpen 1, 2 so angeordnet werden können, daß sie zwischen den beiden Pumpen voneinander verschoben werden können, wenn eine Betrachtung in Umfangsrichtung erfolgt, so daß auftretende Abgabedruckpulsationen der jeweiligen Pumpe voneinander phasenverschoben sind, um einen glatten Pumpenvorgang sicherzustellen.

Eine Steuerung ist auf geeignete Weise um den Raum 41 und an dem hinteren Körper 40 B angeordnet und umfaßt die Steuerventile 12, 20 sowie die damit zusammenhängenden Strömungsmittelleitungen. Diese Ventile sind als ein Paar von Schieber ausgebildet, zum wahlweisen Versorgen eines hydraulischen Apparates, wie beispielsweise eines Servolenksystems mit von der ersten und der zweiten Pumpe 1, 2 abgegebenen Hydrauliköl durch eine Auslaßleitung 42, die seitlich durch das hintere Ende des hinteren Körpers 40 B mündet.

Im oberen Abschnitt des hinteren Körpers 40 B sind im übereinanderliegenden Verhältnis dicht zueinander ein Paar von Ventilöffnungen 12 a, 20 a ausgebildet, welche axial und parallel zur Länge des Raumes 41 verlaufen. Die offenen Enden dieser Ventilöffnungen münden in das Ende des hinteren Körpers 40 B, welches am vorderen Körper 40 A angegrenzt, und zwar auf gleiche Weise wie der Pumpenaufnahmeraum 41. Es ist verständlich, daß diese Ventilöffnungen 12 a, 20 a flüssigkeitsdicht durch den vorderen Körper 40 A zusammen mit dem Raum 41 verschlossen sind.

Eine Öffnung 63 ist im hinteren Körper 40 B ausgebildet und befindet sich zwischen den beiden Ventilöffnungen 12 a, 20 a und mündet in das hintere Ende des hinteren Körpers. Die Öffnung 63 hat eine Achse, welche im wesentlichen in derselben Ebene liegt wie die Achsen der Ventilöffnungen 12 a, 20 a. Wie aus Fig. 10 ersichtlich ist, ist das offene Ende der Öffnung 63 durch einen Blindstopfen 64 verschlossen und steht mit einer Druckkammer 53 in Verbindung, welche die Druckseite der zweiten Pumpe 2 bildet. Diese Verbindung erfolgt über eine Leitung 65, die von unten in Richtung des offenen Endes derselben in die Öffnung 63 mündet. Das andere Ende der Öffnung 63 verläuft im wesentlichen zum axialen Mittelbereich des hinteren Körpers 40 B, wo es mit einer Passage 66 verbunden ist, die von einer Seite des hinteren Körpers 40 B ausgeht und durch eine der Ventilöffnungen 12 a zu der anderen Ventilöffnung 20 a verläuft.

Bei der beschriebenen Anordnung wird Hydrauliköl, welches von der zweiten Pumpe 2 abgegeben wird, durch eine Leitung in den Mittelbereich der Ventilöffnung 12 a geleitet (wie bei 11 in Fig. 1 dargestellt), die die Leitung 65, die Öffnung 63 und die Leitung 66 umfaßt. Auf diese Weise kann das von der zweiten Pumpe 2 kommende Hydrauliköl durch eine Verlängerung 66 a der Leitung 66 in den Mittelbereich der zweiten Ventilöffnung 20 a geleitet werden. Dieser Abschnitt funktioniert auf dieselbe Weise wie die Bypass-Leitung 30 der Fig. 1. Es ist festzustellen, daß das offene Ende der Leitung 66 durch einen Blindstopfen 67 verschlossen ist.

Eine gemeinsame Leitung 68 ist im seitlichen Abschnitt des hinteren Körpers 40 B ausgebildet und verläuft parallel zum Raum 41. Die gemeinsame Leitung 68 ist mit einem offenen Ende versehen, die in das hintere Ende des hinteren Körpers mündet. Die Leitung 68 mündet in die Auslaßleitung 62. Eine Kugel 69 verschließt das offene Ende der gemeinsamen Leitung 68. Eine Verbindung unter dem Raum 41, dem Paar von Ventilöffnungen 12 a, 20 a und der gemeinsamen Leitung 68 ist durch rechtwinklige Kanäle 71, 72, 73 vorgesehen, die im hinteren Körper 40 B ausgebildet sind, um mit der Druckkammer 48 zu korrespondieren, die die Druckseite der ersten Pumpe 1 repräsentiert, und die in der Nähe des offenen Endes des Pumpenaufnahmeraumes 41 ausgebildet ist.

Ein Rücklaufkanal 74 ist so ausgebildet, daß er mit dem Abschnitt der ersten Ventilöffnung 12 a an einer Stelle hinter der Passage 66 in Verbindung steht, durch die das Hydrauliköl von der zweiten Pumpe 2 eingeleitet wird. Der Rücklaufkanal 74 steht außerdem mit dem Pumpenaufnahmeraum 41 an einem Punkt in Verbindung, welcher mit einer Druckkammer 56 korrespondiert, die die Saugseite der zweiten Pumpe 2 bildet. Eine Einlaßleitung 57 verläuft von einer Seite des hinteren Körpers 40 B in diesen und steht mit einer Passage 58 in Verbindung, welche in die zweite Ventilöffnung 20 a an einem Punkt vor der axialen Mitte der zweiten Ventilöffnung mündet. Entsprechend der Darstellung in Fig. 7 steht die Leitung 58 mit dem Raum 41 an einem Punkt in Verbindung, welcher mit einer Druckkammer 55 korrespondiert, die die Saugseite der ersten Pumpe 1 repräsentiert. Eine kleine Öffnung ist zwischen der gemeinsamen Leitung 68 und dem Kanal 73 ausgebildet, um die Strömung zu erfassen, welche dem hydraulischen Apparat zugeführt wird, und zwar in Form des Druckunterschiedes über den Querschnitt. Diese Öffnung wirkt als eine Düsenöffnung 22, die dem zweiten Schaltventil 22 gestattet, als Strömungssteuerventil zu funktionieren, wie dies später noch beschrieben wird.

Die Steuerventile 12, 20, die durch die genannten Schieber 13 bzw. 21 gebildet werden, werden in die Ventilöffnungen 12 a bzw. 20 a eingesetzt, um als Drucksensor und Strömungssteuerelement zu wirken. Insbesondere der Schieber 13, der in die Ventilöffnung 12 a eingesetzt ist, wird normalerweise mittels einer Feder 14, die in Richtung auf dem Boden der Ventilöffnung angeordnet ist, gegen den vorderen Körper 40 A gedrückt. In diesem Zustand sieht eine Ringnut 13 a eine Verbindung zwischen der Leitung 66 und dem Rücklaufkanal 74 vor, wodurch das von der zweiten Pumpe 2 abgegebene Hydrauliköl zur Saugseite der Pumpe rückgeführt wird. Ein Rückschlagventil 16 befindet sich in Richtung auf das vordere Ende des Schiebers 13 und steht mit der Öffnung 63 und der Leitung 66 in Verbindung, die durch die zweite Pumpe 2 verläuft, und zwar erfolgt die Verbindung über eine Öffnung 13 b und die diese umgebende Ringnut 13 c, wenn immer das Ventil 13 in Richtung auf die Rückseite bewegt wurde. Während eines solchen Vorgangs wird offensichtlich eine Verbindung zwischen der Leitung 66 und dem Rücklaufkanal 74 durch ein vorstehendes Teil 13 e des Schiebers unterbrochen. Das Rückschlagventil 16 wird durch das von der zweiten Pumpe 2 kommende Hydrauliköl geöffnet, wodurch dieses in die Druckkammer 48, d. h. die Druckseite der ersten Pumpe 1 gelangen kann, und zwar über den Kanal 71, welcher in den vorderen Abschnitt der Ventilöffnung 12 a mündet, so daß sich dieses Öl mit dem von der ersten Pumpe 1 abgegebenen Hydrauliköl vermischt.

Bei dem so konstruierten Steuerventil 12 wird durch das vordere Ende des Schiebers 13 eine Hochdruckkammer 18 ausgebildet. Das von der Druckkammer 48, die die Druckseite der ersten Pumpe 1 repräsentiert, kommende Hydrauliköl wird durch den Kanal 71 in die Kammer 18 geleitet. Eine Niedrigdruckkammer 17 wird durch das hintere Ende des Ventils gebildet. Das Hydrauliköl für die Saugseite wird durch die kleine Öffnung 13 d in die Kammer 17 geleitet.

Der Schieber 13 funktioniert als ein druckerfassendes Strömungsschaltventil, welches ein Schalten des Strömungsweges nur in Erwiderung auf einen Anstieg des vorherrschenden Hydraulikdruckes in der Hauptversorgungspassage bewirkt, welche durch die Druckkammer 48, den Kanal 71 und die gemeinsame Leitung 68 einschließlich der Düsenöffnung 22 gebildet wird. Der Druckanstieg wird durch eine erhöhte Last auf den hydraulischen Apparat verursacht.

Der Schieber 21, der in die Ventilöffnung 20 a eingesetzt ist, wirkt als Strömungssteuerventil. Insbesondere ist im Vorderabschnitt der Ventilöffnung 20 a durch den Schieber 21 eine Hochdruckkammer 23 ausgebildet. Das von der Druckkammer 48 oder von stromaufwärts der Strömungserfassungs-Düsenöffnung 22 kommende Hydrauliköl wird durch den Kanal 72 in die Kammer 23 geleitet. Im hinteren Abschnitt der Ventilöffnung 20 a ist eine Niedrigdruckkammer 25 ausgebildet. Das stromabwärts der Düsenöffnung 22 befindliche Hydrauliköl wird durch einen Strömungsweg 26, welcher mit der Auslaßleitung 62 in Verbindung steht, in die Kammer 25 geleitet. Der Schieber 21 wird normalerweise durch eine Feder 27 beaufschlagt, die sich innerhalb der Niedrigdruckkammer 25 befindet. Die Feder 27 wirkt so auf den Schieber 21 ein, daß dieses innerhalb der Ventilöffnung 20 a eine vordere Lage einnimmt, wo sich eine im Mittelbereich des Ventils um dieses angeordnete Ringnut 21 b entgegengesetzt zur Leitung 58 befindet, die zur Einlaßleitung 57 führt, während die Leitung 58 von der Druckkammer 48 isoliert wird, welche Kammer 48 die Druckseite repräsentiert. Wenn die Strömung des Hydrauliköls, welches von der Druckseite 48 abgegeben wird, einen vorgegebenen Wert überschreitet, wird quer über die Düsenöffnung 22 eine Druckdifferenz entwickelt, welche eine Bewegung des Schiebers 21 innerhalb der Ventilöffnung 20 a verursacht. Dadurch stellt sich eine Verbindung zwischen der Leitung 58 und der Druckkammer 48 ein, damit der Hydraulikölstrom, welcher den gegebenen Wert überschreitet, zur Saugseite der Pumpe rückfließen kann.

Beim Steuerventil 20 ist festzustellen, daß die Verlängerung 66 a der Leitung 66, die das von der zweiten Pumpe 2 kommende Hydrauliköl einleitet, in die Ventilöffnung 20 a des Ventils mündet, wodurch dieses Ventil als ein Strömungsweg-Schaltventil wirksam ist, und zwar zusätzlich zu seinem Normalbetrieb als Strömungssteuerventil. Insbesondere wenn das Steuerventil 20 betätigt wird, wird die Verlängerung 66 a der Leitung 66, die normalerweise durch den vorspringenden Teil 21 c des Schiebers 21 blockiert wird, durch eine Ringnut 21 b mit der Leitung 58 verbunden, die zum Tank verläuft. In diesem Zustand kann das Rückschlagventil 16 nicht geöffnet werden, da das Steuerventil 12 in Erwiderung auf eine zunehmende Lasteinwirkung auf den hydraulischen Apparat betätigt wird, damit eine Verbindung zwischen den Leitungen 63 und 66 und dem Rückschlagventil 60 eingerichtet werden kann. Die Tatsache, daß das Rückschlagventil 16 nicht geöffnet werden kann, erlaubt ein Zurückfließen des von der zweiten Pumpe 2 kommenden Hydrauliköls zum Tank 3 ohne eine Vermischung mit dem von der ersten Pumpe 1 kommenden Hydrauliköl. In anderen Worten bedeutet dies, daß die zweite Pumpe 2 auf dem Nichtbelastungszustand gehalten wird und somit die Leistungsabgabe reduziert wird.

Der Strömungsweg 26, welcher eine Verbindung zwischen der Auslaßleitung 62 und der Niedrigdruckkammer 25 vorsieht, wird durch eine Öffnung gebildet, die so ausgebildet ist, daß sie in den Körper verläuft, welcher die Auslaßleitung 62 vorsieht, wie dies in Fig. 8 und 11 dargestellt ist, so daß die Herstellung bzw. die Bearbeitung erleichtert wird. Eine Düsenöffnung 26 a ist vorgesehen, um die Oszillation des Schiebers 21 zu verhindern. Eine Kugel 26 b schließt das offene Ende des Strömungsweges 26. Zuzüglich ist festzustellen, daß ein Rückschlagventil 29 innerhalb des Schiebers 21 vorgesehen ist.

Aus Fig. 12 ist ersichtlich, daß ein Paar von Montagebügeln 75 a, 75 b von den beiden Seiten des vorderen Körpers 40 A seitlich abstehen. Der vordere Körper 40 A und der hintere Körper 40 B sind integriert durch vier Schraubenbolzen 76 miteinander verbunden. Ein Auslaßteil 77 zum Verbinden mit dem hydraulischen Apparat und ein Einlaßteil 78 zum Verbinden mit dem Öltank sind von außen am hinteren Körper 40 B in Ausrichtung mit der Auslaßpassage 62 bzw. der Einlaßleitung 57 montiert.

Bei der beschriebenen Ölpumpeneinheit sind die Ventilöffnungen 12 a, 20 a des Paares von Steuerventilen 12, 20, die als Drucksensor und Strömungssteuerelement wirken um den Pumpenaufnahmeraum 41 angeordnet, welcher zentral innerhalb des Pumpenkörpers so ausgebildet ist, daß deren Achsen parallel zueinander so verlaufen, daß sie dicht beieinander angeordnet sind. Außerdem sind verschiedene Passagen und Strömungswege, die diese Ventilöffnungen 12 a 20 a mit dem Raum 41 verbinden sowie andere Passagen, die zum Strömungsmitteleinlaß und -auslaß verlaufen, durch integriertes Gießen mit dem Pumpenkörper ausgebildet oder können durch einfaches Bohren ausgebildet sein. Insgesamt gesehen ist die Pumpeneinheit kompakt und einfach konstruiert. Die Herstellung dieser Pumpeneinheit ist durch die besondere Konstruktion ebenso vereinfacht wie die Montage dieser Einheit, was zu einer Reduzierung der Herstellungskosten beiträgt.

Wie bereits in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, münden der Pumpenaufnahmeraum 41 ebenso wie das Paar von Ventilöffnungen 12 a, 20 a in das Ende des hinteren Körpers 40 b, welches an den vorderen Körper 40 A angrenzt. Dadurch können die verschiedenenen Komponenten der Pumpe einschließlich der Schieberventile und der Federn durch diese offenen Enden in den Pumpenkörper eingesetzt und montiert werden, wodurch das Zusammensetzen der Einheit wesentlich erleichert wird. Weiterhin ist es im Zusammenhang mit der beschriebenen Konstruktion von Vorteil, daß eine gute Dichtwirkung der verschiedenen offenen Enden erzielbar ist.

Die Hochdruckkammern 18, 23 sind in den offenen Enden dieser Ventilöffnungen 12 a, 20 a ausgebildet und sind mit den Kanälen 71, 72 assoziiert, um eine Verbindung mit der Druckkammer 48 vorzusehen, die im Raum 41 ausgebildet ist und die Druckseite der ersten Pumpe 1 repräsentiert. Die Druckkammer 48 steht mit der gemeinsamen Passage 68 der Auslaßseite durch den Kanal 73 in Verbindung. Dadurch kann die Druckkammer 48 als Hauptversorgungspassage einschließlich einer Verbindungsstelle des Hydrauliköls von der zweiten Pumpe 2 mit dem Hydrauliköl der ersten Pumpe 1 verwendet werden. Auf diese Weise ist die Pumpenkonstruktion weiterhin vereinfacht.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 13 ist die Anordnung des Steuerventils 12 vereinfacht. Es umfaßt einen Schieber 13, der lediglich dahingehend funktioniert, eine Verbindung zwischen einer der Leitung 11 und einer Drainage- Leitung 15 zu erlauben oder zu unterbrechen. Ein Rückschlagventil 16 ist getrennt zwischen der Leitung 11 und der Leitung 10 vorgesehen. Ein Steuerventil 20 umfaßt einen Schieber 140, der am Umfang mit drei axial gegeneinander versetzten Ringnuten 140 a, 140 b, 140 c versehen ist. Eine Drainage-Leitung 141 zum Zurückführen des von der Leitung 11 kommenden Hydrauliköls zum Tank ist getrennt von einer Drainage-Leitung 28 vorgesehen, die mit der Leitung 10 assoziiert ist. Die Ringnuten 140 a, 140 b sind dahingehend wirksam, eine Verbindung zwischen der Leitung 10 und der Drainage-Leitung 28 vorzusehen oder zu unterbrechen, während die verbleibende Ringnut 140 c dahingehend wirksam ist, eine Verbindung zwischen der Leitung 11 und der Drainage-Leitung 141 vorzusehen. Ein Strömungsweg 142 ist so ausgebildet, daß er axial durch den Schieber 140 verläuft, um die Leitung 10 mit einer Hochdruckkammer 23 zu verbinden.

Bei einer in Fig. 14 dargestellten Ausführungsform ist ein Steuerventil 12 in einem Steuerventil 20 angeordnet. Eine Drainage-Leitung 150 und eine Drainage-Leitung 150 a werden gemeinsam verwendet, um das von einer ersten und einer zweiten Pumpe 1, 2 kommende Hydrauliköl zu einem Tank 3 zurückzuführen. Ein Paar von Bypaß-Öffnungen 151 a, 151 b sind vorgesehen, um die Steuerventile 12, 20 miteinander zu verbinden, während eine gemeinsame Leitung 152 eine Leitung 11 mit einer Leitung 10 über ein Rückschlagventil 16 verbindet. Die gemeinsame Leitung 152 dient der Verbindung der Leitung 10 mit einer Hochdruckkammer 23 des Steuerventils 20.

Bei einer in Fig. 15 dargestellten Ausführungsform umfaßt ein Steuerventil 20 ein Paar von aufgeteilten Schiebern 160 a, 160 b. Ein Ringschieber 161 bildet ein Steuerventil 12, welches verschiebbar in einem Abschnitt des Schiebers 160 a mit einem reduzierten Durchmesser eingesetzt ist.

Ein Rückschlagventil 16 ist getrennt zwischen einer Hauptversorgungsleitung 10 und einer Leitung 11 vorgesehen. Wenn der Ringschieber 161 betätigt wird, bewegt er sich nach rechts, da die Schieber 160 a, 160 b sich nach rechts bewegen (wenn die Figur betrachtet wird), wodurch ein Strömungsweg geschaltet wird. In diesem Fall ist eine Bypaß-Leitung zwischen den beiden Steuerventilen 12, 20 überflüssig.

Es ist leicht ersichtlich, daß die Ausführungsformen gemäß Fig. 13 bis 15 eine wesentlich einfachere Wirkung ermöglichen, als dies mit der ersten Ausführungsform der Fall ist, wenngleich diese Ausführungsform gegenüber der ersten Ausführungsform modifiziert sind.

Claims (4)

1. Pumpeneinheit, bestehend aus zwei Einzelpumpen, von denen die Druckseite der einen Pumpe mit einer Hauptversorgungsleitung verbunden ist, in der ein Stromregelventil die Strömungsmenge zum Verbraucher begrenzt und den Überschuß zum Behälter absteuert, und die Druckseite der anderen Pumpe über ein Drucksteuerventil in dessen Ausgangsschaltstellung mit dem Behälter verbunden ist und in dessen anderer Schaltstellung über ein Rückschlagventil mit der Hauptversorgungsleitung verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckseite der anderen Pumpe (2) über den Ventilkolben (21) des Stromregelventils (20, 22) mit dem Behälter (3) verbindbar ist.

2. Pumpeneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Rückschlagventil (16) innerhalb des Ventilkolbens (13) des Drucksteuerventils (12) befindet.

3. Pumpeneinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Drucksteuerventil (12) innerhalb des Ventilkolbens (21) des Stromregelventils (20, 22) angeordnet ist.

4. Pumpeneinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkolben (13, 21) der beiden Ventile (12; 20, 22) innerhalb einer gemeinsamen Gehäusebohrung aufgenommen sind und zusammen so eingesetzt sind, daß sie relativ zueinander verschiebbar sind.