DE3237380C2 - - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Flügel
zellenpumpe insbesondere Ölpumpe für Servolenkanlagen
von Kraftfahrzeugen, bestehend aus zwei Gehäusehälften
mit einer in etwa elliptischen Pumpenkammer, innerhalb
welcher ein auf einer Antriebswelle befestigter zylindri
scher Rotor mit in radialer Richtung verschiebbaren Flü
geln drehbar gelagert ist, sowie einem mit einem Schie
ber versehenes Strömungsmengenregelventil, mit welchem
das von der Flügelzellenpumpe abgegebene Öl mengenmäßig
regelbar ist.
In Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen wer
den heutzutage vielfach Servolenkanlagen eingebaut, wel
che das Lenken des Kraftfahrzeuges, insbesondere im Stadt
verkehr und beim Einparken, erleichtern.
Derartige Servolenkanlagen benötigen dabei eine vom Mo
tor des jeweiligen Kraftfahrzeugs angetriebene Ölpumpe,
welche das Drucköl für den Betrieb der Servolenkanlage
liefert. Dabei erscheint es einleuchtend, daß die im
allgemeinen über einen Keilriemen vom Motor angetriebene
Ölpumpe eine gewisse Energienmenge benötigt, welche der
von dem Motor abgegebenen Ausgangsleistung entzogen wer
den muß, so daß für den Antrieb des Personenkraftwagens
nur eine entsprechend verringerte Leistung zur Verfü
gung steht.
Als nachteilig erweist sich in diesem Zusammenhang, daß
die Ölpumpe der Servolenkanlage nur in ganz bestimmten Be
triebszuständen des Kraftfahrzeugs Leistung abgeben muß,
wenn nämlich ein Ein- oder Ausparkvorgang des Kraftfahr
zeugs vorgenommen wird oder wenn das Kraftfahrzeug im
Stadtverkehr eingesetzt wird, was jeweils bei relativ
niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten der Fall ist, bei
welchen der Motor des Kraftfahrzeugs in der Regel niedri
ge Drehzahlen aufweist. Letztendlich bedeutet dies, daß
von der Ölpumpe der Servolenkanlage immer dann Leistung
abverlangt ist, wenn die Drehzahl des Motors relativ ge
ring ist.
Es ist demzufolge bereits eine Flügelzellenpumpe für
Servolenkanlagen von Kraftfahrzeugen bekannt (DE-OS
29 39 405), welche mit einem Strömungsmengenregelventil
versehen ist, mit dessen Schieber die von der Flügelzel
lenpumpe abgegebene Ölmenge auf einen bestimmten Wert
eingestellt werden kann, so daß auf diese Weise der
Leistungsbedarf der Flügelzellenpumpe bei höheren Motor
drehzahlen reduziert wird. Es zeigt sich jedoch, daß selbst
bei Einsatz einer derartigen Flügelzellenpumpe in Ver
bindung mit Servolenkanlagen trotzdem Fahrbedingungen
bei Kraftfahrzeugen auftreten, bei welchen zum Antrieb
der jeweiligen Flügelzellenpumpe eine unnötig große
Energiemenge verwendet wird, wenn beispielsweise das
jeweilige Kraftfahrzeug entlang einer geraden Strecke
im Stadtverkehr bei niedrigen Geschwindigkeiten zum Ein
satz gelangt, in welchem Fall nämlich ein Ansprechen
der Servolenkanlage nicht notwendig erscheint, so daß
auch keine Notwendigkeit besteht, daß die Flügelzellen
pumpe vom Motor des Kraftfahrzeugs her nennenswerte Ener
giemengen übernimmt.
Es ist demzufolge Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
die Flügelzellenpumpe der eingangs genannten Art dahin
gehend weiterzubilden, daß bei kompakter Bauweise eine
Leistungsaufnahme im wesentlichen nur dann erfolgt, falls
für den Betrieb der Servolenkanlage Energie benötigt wird.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das Strö
mungsmengenregelventil bei Anordnung in axialer Verlänge
rung der Antriebswelle strömungsmäßig mit jeweils zwei vor
den beiden Pumpenkammerbereichen wegführenden Auslaßkanälen
verbunden ist, und daß zusätzlich ein Druckregelventil vor
gesehen ist, welches bei Anordnung senkrecht zu dem Strö
mungsmengenregelventil strömungsmäßig mit dessen Abgabe
kanal verbunden ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich
anhand der Unteransprüche 2 bis 8.
Im Rahmen der Erfindung ist die Flügelzellenpumpe mit
einer einzigen Druckkammer versehen, innerhalb welcher
ein mit verschiebbaren Flügeln versehener Rotor drehbar
gelagert ist. Entlang der Wandungen der elliptischen
Pumpenkammer werden dabei zwei diametral gegenüberliegen
de Pumpenkammerbereiche gebildet, von welchen jeweils zwei
Paare von Auslaßkanälen wegführen. Mit Hilfe des vorge
sehenen Strömungsmengenregelventils und eines zusätz
lich vorgesehenen Druckregelventils können dabei je
weils zwei dieser Auslaßkanäle entweder mit der Abgabe
seite oder mit der Einlaßseite verbunden werden, so
daß auf diese Weise unter Einsatz der zwei vorgesehenen
Regelventile mit ihren Schiebern eine optimale Rege
lung des von der Flügelzellenpumpe abgegebenen Druck
öls sowohl mengen- wie auch druckmäßig zustande kommt.
Bei relativ einfachem Aufbau ist demzufolge der Leistungs
bedarf der erfindungsgemäßen Flügelzellenpumpe relativ
gering, was sich im Hinblick auf den Treibstoffverbrauch
und die erzielbare Maximalgeschwindigkeit des Kraftfahr
zeugs positiv auswirkt.
Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Er
findung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 bis 3 Längsschnittansichten entlang verschie
dener Ebenen zur Veranschaulichung des
Gesamtaufbaus einer Flügelzellenpumpe
gemäß der Erfindung,
Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie
IV-IV von Fig. 1
Fig. 5 eine schematische Querschnittansicht
zur Verdeutlichung der Beziehung zwi
schen den jeweiligen Ölkanälen und Pum
penkammern,
Fig. 6 eine Schnittansicht entlang der Linie
VI-VI von Fig. 1,
Fig. 7 eine Vorderansicht der Flügelzellenpumpe
von Fig. 1,
Fig. 8 eine rückwärtige Ansicht der Flügel
zellenpumpe von Fig. 1 und
Fig. 9 eine Aufsicht auf die Unterseite der
betreffenden Flügelzellenpumpe.
Die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform der
Erfindung ist zur Verwendung bei einer Servolenkungs
anlage eines Kraftfahrzeugs vorgesehen.
Die allgemein mit 10 bezeichnete Flügelzellenpumpe um
faßt einen zylindrischen Rotor 12 mit einer Anzahl von
in radialer Richtung verschiebbaren Flügeln 11 sowie
eine den Rotor 12 umschließende Pumpenkammerwandung 3
mit einer im wesentlichen elliptischen Innenfläche 13 a,
wobei der Rotor 12 und die Pumpenkammerwandung 13 eine
Pumpeneinheit 14 bilden. An den gegenüberliegenden Seiten
der Pumpeneinheit sind eine vordere und eine hintere Ge
häusehälfte 15 bzw. 16 befestigt, welche gemeinsam ein
Pumpengehäuse bilden. Entsprechend Fig. 2 sind die beiden
Gehäusehälften 15 und 16 unter Verspannung der Pumpen
kammerwandung 13 mit Hilfe von vier durch Umfangslaschen
hindurchführenden Bolzen 17 gegeneinander befestigt.
Da bei einer kleinen Flügelzellenpumpe dieser Art der
Lieferdruck niedrig ist, wird der Betrieb der Flügelzellen
pumpe auch dann nicht beeinträchtigt, wenn die Pumpenein
heit unmittelbar zwischen der vorderen und hinteren Ge
häusehälfte 15 bzw. 16 verspannt ist. Zwischen der Pumpen
kammerwandung 13 und beiden Gehäusehälften 15 bzw. 16
sind entsprechende O-Ringe 18 bzw. 19 vorgesehen.
Entsprechend Fig. 1 bis 3 weist die vordere Gehäusehälf
te 15 einen gegen die eine Seite der Pumpeneinheit 14
andrückenden, kreisscheibenförmigen Abschnitt 15 a sowie
einen zylindrischen Abschnitt 15 b auf, der vom Mittelbe
reich des Abschnitts 15 a in Axialrichtung nach außen ragt.
Eine drehbare Antriebswelle 20 des Rotors 12, die durch
den Motor des Kraftfahrzeugs angetrieben wird, durchsetzt
eine zentrale Bohrung der vorderen Gehäusehäfte 15 und
ist in einem Gleitlager 21 gelagert. Das Innenende der
Antriebswelle 20 ist mittels einer Keilverzahnung mit dem
Rotor 12 verbunden und gemäß Fig. 2 durch einen Spreng
ring 22 gegen ein Herausziehen gesichert. Am Außenende des
zylindrischen Abschnitts 15 b ist eine Manschette 23 be
festigt, wobei zwischen derselben und der Antriebswelle
20 eine Öldichtung 24 eingefügt ist. Entsprechend Fig. 3
ist ein durch den zylindrischen Abschnitt 15 b verlaufen
der Ölrücklaufkanal 25 vorgesehen, über welchen das längs
der Antriebswelle 20 austretende Öl zur Saugseite der
Flügelzellenpumpe 10 zurückgeführt wird. Bei der darge
stellten Ausführungsform verjüngt sich der zylindrische
Abschnitt 15 b in Richtung auf sein vorderes linkes Ende;
falls dabei die Öldichtung 24 durch die Manschette 23
festgelegt ist, kann die vordere Gehäusehälfte 15 ohne
weiteres längsgeteilt sein, wodurch die Herstellung und
Montage der Teile vereinfacht werden.
Gemäß Fig. 4 und 5 münden Ansaugöffnungen 32 a und 32 b,
welche mit paarweise angeordneten Ansaugkanälen 32 oder
33 in Verbindung stehen, jeweils in einer Pumpenkammer 30
bzw. 31, welche in die Pumpeneinheit 14 in symmetrisch zur
Achse des Rotors 12 liegenden Positionen ausgebildet sind,
während paarweise angeordnete Auslaßöffnungen 34 a, 35 a;
36 a, 37 a jeweils mit ersten und zweiten Auslaßkanälen
34, 35 bzw. 36, 37 kommunizieren, die in Drehrichtung
des Rotors 12 in einem vorbestimmten Abstand voneinander
angeordnet sind. Die paarweise angeordneten Ansaugöffnun
gen 32 a, 32 b, die ersten Auslaßöffnungen 34 a 35 a sowie
die zweiten Auslaßöffnungen 36 a, 37 a münden jeweils in
den Pumpenkammern 30 bzw. 31 und sind in Lagen symmetrisch
zur Achse des Rotors 12 angeordnet. Das aus den ersten und
zweiten Auslaßöffnungen 34 a, 35 a bzw. 36 a, 37 a ausgetra
gene Drucköl wird jeweils durch getrennte Kanäle gelei
tet, so daß die Pumpenanordnung zwei voneinander unab
hängige Pumpensysteme bildet.
Um im Rahmen der Erfindung eine Doppelpumpe zu bilden,
sind insbesondere die symmetrisch zur Achse des Rotors 12
angeordneten Auslaßbereiche der Pumpenkammern 30 und 31
zweigeteilt, wobei durch Kombinieren der paarweise ange
ordneten Abschnitte eine gut ausgeglichene Förderwirkung
gewährleistet werden kann. Selbst wenn bei einer derarti
gen zweistufigen Flügelzellenpumpe dieselbe durch Verbin
dung der einen Auslaßöffnung mit einem Ölbehälter ent
lastet ist, wirkt auf den Rotor 12 eine ausgeglichene
Belastung ein, so daß ungleichmäßiger Verschleiß der be
weglichen Teile der Flügelzellenpumpe verhindert wird. Auf
diese Weise können nicht nur die Haltbarkeit und Betriebs
sicherheit der Flügelzellenpumpe verbessert werden, viel
mehr kann auch eine Geräuscherzeugung reduziert werden.
Bei der dargestellten Ausführungsform liefern die Saug
kanäle 32 und 33 das von dem Ölbehälter abgegebene Öl zu
den beiden Pumpenkammern 30 und 31 der Pumpeneinheit 14,
wobei die ersten und zweiten Auslaßkanäle 34, 35 bzw. 36,
37 das erzeugte Drucköl in zwei Richtungen leiten. In
der hinteren Gehäusehälfte 16 ist dann ein Strömungsre
gelventil 40 angeordnet, welches der Regelung des Druck
ölstroms dient. Weiterhin ist ein auf Druck ansprechendes
Druckregelventil 60 vorgesehen, welches die relativen Stel
lungen der Auslaßkanäle bestimmt. Durch diese Ausbildung
wird eine kompakt gebaute, kleine und leichte Flügelzel
lenpumpe geschaffen, welche sich maschinell einfach her
stellen läßt.
Koaxial zur Antriebswelle 20 des Rotors 12 ist eine Ven
tilbohrung 41 vorgesehen, welche sich im Zentrum des hin
teren Endes der gegen die Rückseite der Pumpeneinheit 14
angepreßten hinteren Gehäusehälfte 16 öffnet und welche
am anderen Ende mittels eines Verschlußstopfens 43 ver
schlossen ist, der in diesem Ende der Ventilbohrung 41 mit
Hilfe eines Sprengrings 42 befestigt ist. Zur Abdichtung
des Verschlußstopfens 43 ist ein O-Ring 44 vorgesehen. In
die Ventilbohrung 41 ist ein längsverschiebbarer Schieber
45 des Strömungsregelventils 40 eingesetzt, wobei der
Schieber 45 durch eine Druckfeder 46 in Richtung auf
den Rotor 12 vorbelastet ist. Am inneren Ende des Schie
bers 45 ist ein Zapfen 45 a angeformt, um den herum eine
Hochdruckkammer 47 festgelegt ist. Gemäß Fig. 1 sind die
senkrecht zur Ventilbohrung verlaufenden ersten Auslaß
kanäle 34 und 35 einander gegenüberstehend angeordnet,
wobei Abschnitte dieser ersten Auslaßkanäle 34, 35 von
den ersten Auslaßöffnungen 34 a und 35 a in Axialrichtung
der hinteren Gehäusehälfte 16 abgehen.
Gemäß Fig. 2 erstrecken sich die mit den zweiten Auslaß
öffnungen 36 a und 37 a verbundenen zweiten Auslaßkanäle
36 bzw. 37 in Axialrichtung zum hinteren bzw. äußeren
Ende der hinteren Gehäusehälfte 16 über die ersten Aus
laßkanäle 34 und 35 hinaus, wobei sie mit der Ventilboh
rung 41 über diametrale Kanäle 36 b bzw. 37 b verbunden sind,
die vom Außenumfang der hinteren Gehäusehälfte 16 her ein
gebohrt sind. Über die zweiten Auslaßkanäle 36 und 37
strömt das Drucköl normalerweise in eine Ventilkammer 48,
die durch eine Ringnut 45 b zwischen den hinteren Ringflä
chen des Schiebers 45 festgelegt ist.
Gemäß Fig. 3 erstrecken sich die das Öl vom nicht darge
stellten Ölbehälter über die Ansaugöffnungen 32 a bzw.
33 a zu den Pumpenkammern 30 bzw. 31 liefernden Ansaugka
näle 32 und 33 entlang der Achse der hinteren Gehäuse
hälfte 16 in Rückwärtsrichtung, wobei sie durch einen Ka
nal 50, der vom Außenumfang der hinteren Gehäusehälfte 16
quer über die Ventilbohrung 41 ausgebildet ist, miteinan
der verbunden sind. Der Kanal 50 steht seinerseits mit
zwei Kanälen 51 a und 51 b in Verbindung, die durch einen
zylindrischen Abschnitt 16 a an der Unterseite der hinte
ren Gehäusehälfte 16 hindurchgeführt sind. Ein mit dem Öl
behälter verbundener, saugseitiger Anschluß 52 ist am unte
ren Ende des zylindrischen Abschnitts 16 a befestigt und
dient zur Zufuhr von Öl zu den beiden Kanälen 51 a und 51 b.
Es ist besonders darauf hinzuweisen, daß der die Ansaug
kanäle 32 und 33 verbindende Kanal 50 in einer solchen
Lage in die Ventilbohrung 41 übergeht, daß er sich zwi
schen den Paaren der ersten und zweiten Auslaßkanäle 34,
35 bzw. 36, 37 befindet. An der Mündungsstelle des Durch
gangs 50 ist auf der axialen Mitte des Schiebers 45 in die
sem eine Ringnut 45 c ausgebildet. Im Ruhestand verbindet
die Ringnut 45 c die beiden Saugkanäle 32 und 33, während
die ersten und zweiten Auslaßkanäle 34, 35 bzw. 36, 37
durch die Ringflächen des Schiebers 45 voneinander getrennt
sind.
Wenn der Schieber 45 infolge einer Zunahme der über eine
Zumeßöffnung fließenden Öls betätigt wird, wird die Hoch
druckkammer 47, in welche die beiden ersten Auslaßkanäle
34 und 35 einmünden, über den Kanal 50 mit den Saugkanälen
32 und 33 verbunden, während die beiden Auslaßkanäle 36
und 37 über den Kanal 50 mit den Saugkanälen 32 und 33
verbunden sind.
Gemäß Fig. 1 und 6 ist ein auf Druck ansprechendes Druck
regelventil 60, welches die ersten und zweiten Auslaß
kanäle 34, 35 bzw. 36, 37 nach Maßgabe einer Erhöhung oder
Erniedrigung der Belastung der angeschlossenen Einrichtung
miteinander verbindet oder voneinander trennt, in einer
Ventilbohrung 61 angeordnet, die im Mittelbereich der
hinteren Gehäusehälfte 16 senkrecht zur Ventilbohrung 41
des Strömungsregelventils 40 ausgebildet ist. An das Aus
laßende der Ventilbohrung 61 ist ein Abgabeanschluß 62
zur Abgabe des Drucköls zu der mit dem Druckmittel arbei
tenden Einrichtung angeschlossen, wobei das Innere des Ab
gabeanschlusses 62 über eine Zumeßöffnung 63 mit dem ersten
Auslaßkanal 34 verbunden ist. Das andere Ende der Ventil
bohrung 61 steht mit dem Ansaugkanal 33 in Verbindung.
Der Mittelbereich der Ventilbohrung 61 ist mit dem Mittel
bereich der Ventilkammer 48, in welchen die beiden zweiten
Auslaßkanäle 36 und 37 einmünden, über einen Kanal 64 ver
bunden, der zu der das Strömungsmengenregelventil 40 auf
nehmenden Ventilbohrung 41 verläuft und von der einen
Seite der hinteren Gehäusehälfte 16 her eingebohrt ist.
In die Ventilbohrung 61 ist ein Schieber 66
eingesetzt, der normalerweise durch eine Druckfeder 65
gegen den Auslaßanschluß 62 vorbelastet ist. Normalerwei
se befindet sich der Schieber 66 zwischen der Zumeßöff
nung 63 und der Öffnung des Durchgangs 64, so daß er
die Ventilkammer 48 mit dem Ansaugkanal 33 verbindet.
Wenn die Verbrauchereinrichtung derart
arbeitet, daß der Druck in der Hochdruckkammer 67, in
welche die Zumeßöffnung 63 einmündet, ansteigt, verschiebt
sich der Schieber 66 in eine Richtung weg vom Anschluß 62
in Richtung einer Schließung des Kanals 64, so daß die
zweiten Auslaßkanäle 36 und 37 von den Ansaugkanälen 33
abgetrennt werden.
Es ist besonders darauf hinzuweisen, daß die Ventilbohrung
61 des Druckregelventils 61 in einer derartigen Lage an
geordnet ist, daß ihre beiden Enden einerseits mit einem
der beiden Ansaugkanäle 23 und 33, welche axial durch die
hintere Gehäusehälfte 16 verlaufen, und andererseits mit
einem der ersten Auslaßkanäle 34 und 35 über gerade aus
gelegte Kanäle verbindbar sind. Aufgrund dieser Konstruk
tion wird die Anordnung der den Ventilbohrungen zugeord
neten Kanäle vereinfacht, so daß die maschinelle Fertigung
dieser Kanäle erleichtert wird.
Gemäß Fig. 1 und 6 ist im axialen Mittelbereich der Ven
tilbohrung ein Radialkanal 70 entsprechend der mit den
zweiten Auslaßkanälen 36 und 37 verbundenen Ventilkammer
48 des Strömungsregelventils 40 ausgebildet, wobei dieser
Kanal 70 mit einer Verlängerung des anderen, in Axial
richtung der hinteren Gehäusehälfte 16 verlaufenden ersten
Auslaßkanals 35 verbunden ist. In einem Mittelbereich des
Kanals 70 ist ein Rückschlagventil 71 vorgesehen, über
welches das in den zweiten Auslaßkanälen 36 und 37 strömen
de Drucköl mit dem Drucköl in den ersten Auslaßkanälen 34
und 35 vereinigbar ist.
Wenn somit das Druckregelventil 60 arbeitet und die
Öffnung des Durchgangs 64 mittels des Schiebers 66 ver
schließt und sich der Schieber 45 des Strömungsmengenregel
ventils 40 in der unwirksamen Stellung bzw. Ruhestellung
befindet, wird durch Betätigung des Rückschlagventils 71
das von den zweiten Auslaßkanälen 36 und 37 geführte Druck
öl mit dem über die ersten Auslaßkanäle 34 und 35 zugeführ
ten Drucköl vereinigt.
Weiterhin sind eine Dämpferöffnung 80 zur Förderung des
Drucköls an der Stromabseite der Zumeßöffnung 63, - d.h.
in der Hochdruckkammer 67 des Druckregelventils 60, -
zur Niederdruckkammer des Strömungsmengenregelventils
40 sowie ein in den Schieber 45 des Strömungsregelven
tils 40 eingebautes Überdruckventil 81 vorgesehen. Die
Außenenden der vom Außenumfang der hinteren Gehäusehälfte
16 her eingebohrten Kanäle 36 b, 37 b, 50, 64 und 70 sind
durch entsprechende Stopfen verschlossen.
Die Ölpumpe 10 führt der Servolenkungsanlage das Druck
öl auf die in der Folge zu beschreibenden Weise zu: Wenn
sich bei niedriger Maschinendrehzahl die Servolenkungs
anlage im unwirksamen bzw. unbelasteten Zustand befindet
und der Druck des von den ersten Auslaßkanälen 34 und 35
zum Anschluß 62 gelieferten Öls niedrig ist, befinden
sich sowohl das Strömungsmengenregelventil 40 als auch
das Druckregelventil 60 jeweils in der unwirksamen bzw.
Ruhestellung, so daß nur die Druckölanteile aus den ersten
Auslaßkanälen 34 und 35 der Hochdruckkammer 47 zusammenge
führt und dann über die Zumeßöffnung 43 und das Druckre
gelventil 60 zum Auslaßanschluß 62 zugeführt werden. Die
Druckölanteile aus den zweiten Auslaßkanälen 36 und 37
strömen hingegen über die Ventilkammer 41 des Strömungs
mengenregelventils 40 zur Niederdruckseite des Druckregel
ventils 60 und von dort zum Saugkanal 33. Das Öl wird
somit unter Entlastung der Flügelzellenpumpe durch diese
und den Ölbehälter hindurch umgewälzt, so daß die An
triebsleistung für die Flügelzellenpumpe unter entspre
chender Energieeinsparung auf die Hälfte reduziert wird.
Da die Servolenkungsanlage zu diesem Zeitpunkt nicht arbeitet,
tritt auch dann keine Störung auf, wenn nur eine
kleine Ölmenge zugeführt wird.
Wenn bei niedriger Drehzahl der Flügelzellenpumpe der in
der Hochdruckkammer 67 des Druckregelventils 60 herrschen
de Druck ansteigt, verschiebt sich der Schieber 66 unter
Schließung des Kanals 64 zur Niederdruckkammer, so daß die
zweiten Auslaßkanäle 36 und 37 vom Ansaugkanal 33 getrennt
werden. Da zu diesem Zeitpunkt das Strömungsmengenregelven
til 40 unwirksam ist, werden durch Betätigung des Rück
schlagventils 71 die Druckölanteile in den zweiten Auslaß
kanälen 36 und 37 in der Ventilkammer 48 miteinander ver
einigt und dann zu den ersten Auslaßkanälen 34 und 35 ge
leitet, um sich mit den in letzteren enthaltenen Druckölan
teilen zu vereinigen, worauf das gesamte Drucköl über den
Auslaßanschluß 62 abgegeben wird. Auf diese Weise kann
in diesem Betriebszustand die für den Betrieb der Servo
lenkungsanlage erforderliche Druckölzufuhr gewährleistet
werden.
Wenn die Fördermenge der Flügelzellenpumpe mit ansteigender
Drehzahl eine vorbestimmte Größe überschreitet und
die Servolenkungsanlage nicht arbeitet, d.h. sich die Flü
gelzellenpumpe in einem Zustand hoher Drehzahl und niedri
gen Drucks befindet, wird das Strömungsmengenregelventil
40 durch den Druckunterschied an der Zumeßöffnung 63 be
tätigt, um einen Teil der Druckölanteile aus den ersten
Auslaßkanälen 34 und 35 zur Saugseite der Flügelzellenpum
pe umzuleiten und damit die der Servolenkungsanlage zuge
führte Druckölmenge auf eine konstante Größe zu regeln. Zu
diesem Zeitpunkt ist das Druckregelventil 60 unwirksam,
wobei die Druckölanteile aus den zweiten Auslaßkanälen 36
und 37 über die Ventilkammer 48 und den Kanal 64 zum Saug
kanal 33 geleitet werden und ein Teil dieser Druckölan
teile über die Ringnut 45 c des Schiebers 45 zu den Ansaug
kanälen 32 und 33 zurückgeführt wird, so daß auf diese Wei
se die Flügelzellenpumpe unter Verringerung ihres Leistungs
bedarfs entlastet wird.
Wenn die Servolenkungsanlage bei hoher Motordrehzahl mit
erhöhtem Öldruck arbeitet, wird das Druckregelventil 60
ebenfalls unwirksam, so daß es den Durchgang 64 von der
Ansaugseite trennt. Da zu diesem Zeitpunkt das Strömungs
mengenregelventil 40 arbeitet, werden die zweiten Auslaß
kanäle 36 und 37 über die Ringnut 45 c des Schiebers 45 mit
den Ansaugkanälen verbunden, so daß das Drucköl unter Auf
rechterhaltung eines lastfreien Zustands zum Ölbehälter
zurückgeleitet wird. Dabei wird jedoch ein gewisser Druck
ölanteil aus den ersten Auslaßkanälen 34 und 35 unter dem
Einfluß des Strömungsmengenregelventils 40 zum Ölbehälter
zurückgeleitet, so daß eine definierte Druckölmenge der
Servolenkungsanlage zugeleitet wird. Auf diese Weise kön
nen die von ersten und zweiten Auslaßkanälen 34 , 35 bzw.
36, 37 gelieferten Druckölanteile entsprechend einer spe
ziellen Kombination der Pumpendrehzahl und der Arbeits-
und Ruhezustände der Servolenkungsanlage unter Verringe
rung des Leistungsbedarfs der Flügelzellenpumpe wirksam
geregelt werden.
Da bei der vorstehend beschriebenen Flügelzellenpumpe die
ersten und zweiten Auslaßkanäle 34, 35 bzw. 36, 37 vorge
sehen sind, die in zwei am Umfang des Rotors 12 angeordne
ten Pumpenkammern 30 und 31 einmünden, besteht keine Ge
fahr für eine unausgeglichene Belastung des Rotors 12,
so daß Haltbarkeit und Betriebssicherheit der beweglichen
Teile der Flügelzellenpumpe verbessert werden können. An
stelle von Bolzen 17, welche den die Pumpeneinheit 14 bil
denden Kurvenring 13 und die vorderen und hinteren Gehäuse
hälften 15 bzw. 16 durchsetzen, können die beiden Ge
häusehälften 15 und 16 jedoch auch mit Hilfe von Aus
richtstiften oder dgl. unter Weglassung der Flanschla
schen am Kurvenring befestigt werden.
Die beschriebene Flügelzellenpumpe 10 kann auch bei ande
ren, mit Drucköl arbeitenden Maschinen und Vorrichtung ver
wendet werden, falls eine geringe Größe und niedriges Ge
wicht erforderlich sind. Bei dieser Flügelzellenpumpe ist
dabei ein Strömungsmengenregelventil 40 vorgesehen, wel
ches in Axialrichtung einer an der einen Seite der Pumpen
einheit 14 angebrachten Pumpengehäusehälfte angeordnet ist.
Paarweise angeordnete Ansaugkanäle sowie paarweise vorge
sehene erste und zweite Auslaßkanäle, welche mit zwei
Pumpenkammern einer Pumpeneinheit verbunden sind, münden
dabei in einander gegenüberliegender Anordnung in eine
Ventilbohrung der Pumpengehäusehälfte ein. Unter einem rech
ten Winkel zur genannten Ventilbohrung ist ferner ein auf
Druck ansprechendes Druckregelventil vorgesehen. Im Rah
men der erfindungsgemäßen Anordnung können Konstruktion,
Herstellung und Montage der verschiedenen Bauteile verein
facht und damit eine kleine, kompakt gebaute und kosten
günstige Flügelzellenpumpe niedrigen Leistungsbedarfs rea
lisiert werden. Dabei können nicht nur Haltbarkeit und Zu
verlässigkeit bzw. Betriebssicherheit der beweglichen
Teile der Flügelzellenpumpe verbessert, sondern es kann
auch ein Druckabfall in den Kanälen weitgehend herabgesetzt
werden, weil diese Kanäle in zweckmäßiger Weise angeordnet
sind. Da darüber hinaus die Kanäle der Ansaug- und Auslaß
öffnungen in einander gegenüberstehender Anordnung in der
Ventilbohrung einmünden, kann sich ferner der Schieber
unter Sicherstellung seiner Steuerfunktion gleichmäßig
und ruckfrei verschieben.
Claims (8)
1. Flügelzellenpumpe, insbesondere Ölpumpe für Servo
lenkanlagen von Kraftfahrzeugen, bestehend aus zwei Ge
häusehälften mit einer in etwa elliptischen Pumpenkam
mer, innerhalb welcher ein auf einer Antriebswelle be
festigter zylindrischer Rotor mit in radialer Richtung
verschiebbaren Flügeln drehbar gelagert ist, sowie einem
mit einem Schieber versehenes Strömungsmengenregelventil,
mit welchem das von der Flügelzellenpumpe abgegebene Öl
mengenmäßig regelbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Strömungsmengenregelventil (40) bei Anordnung in
axialer Verlängerung der Antriebswelle (20) strömungs
mäßig mit jeweils zwei vor den beiden Pumpenkammerberei
chen (30, 31) wegführenden Auslaßkanälen (34, 37) verbun
den ist,
und daß zusätzlich ein Druckregelventil (60) vorgesehen
ist, welches bei Anordnung senkrecht zu dem Strömungsmen
genregelventil (40) strömungsmäßig mit dessen Abgabeka
nal (67) verbunden ist.
2. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Druckregelventil
als Umschaltventil (60) ausgebildet ist, dessen Schie
ber (66) in Abhängigkeit des innerhalb des ersten
Paares von Auslaßkanälen (34, 35) herrschenden Druckes
das zweite Paar von Auslaßkanälen (36, 37) wahlweise
mit den Ansaugkanälen (32, 33) oder über ein Rück
schlagventil (71) mit dem ersten Paar von Auslaßkanälen
(34, 35) verbindet.
3. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Öffnungen (36 a,
37 a) des zweiten Paares von Auslaßkanälen (36, 37) ge
genüber den Öffnungen (34 a, 35 a) des ersten Paares von
Auslaßkanälen (34, 35) in Umfangsrichtung versetzt
seitlich von der elliptischen Pumpenkammer (30, 31)
ausgehen.
4. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Öffnungen (34 a bis
37 a) der Ausgangskanäle (34-37) jeweils beidseitig
von der elliptischen Pumpenkammer (30, 31) ausgehen,
wobei die auf der Seite der Antriebswelle (20) be
findlichen Öffnungen über radial nach außen versetzte
Verbindungskanäle zu den eigentlichen Auslaßkanälen
(34-37) führen.
5. Flügelzellenpumpe nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die ersten Auslaßkanäle (34, 35) über eine Zumeßöffnung
(63) mit den Ausaugkanälen (32, 33) in Verbindung ste
hen.
6. Flügelzellenpumpe nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Hochdruckkammer (67) des Umschaltventils (60)
über einen zusätzlichen Dämpfungskanal (80) mit
der Niederdruckkammer des Strömungsmengenregelven
tils (40) in Verbindung steht.
7. Flügelzellenpumpe nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schieber (45) des Strömungsmengenregelventils (40)
zusätzlich mit einem Überdruckventil (81) versehen
ist.
8. Flügelzellenpumpe nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieber
(45, 66) der beiden Regelventile (40, 60) von ent
sprechenden Druckfedern (46, 65) beaufschlagt sind.
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