DE3303856A1

DE3303856A1 - Pumpe

Info

Publication number: DE3303856A1
Application number: DE19833303856
Authority: DE
Inventors: Michio Kasugai Aichi Abe; Naoyuki Inuyama Aichi Maeda; Ichiro Aichi Mizutani
Original assignee: Tokai TRW and Co Ltd
Current assignee: Tokai TRW and Co Ltd
Priority date: 1982-02-05
Filing date: 1983-02-04
Publication date: 1983-08-18
Anticipated expiration: 2003-02-05
Also published as: IT1162817B; GB8302973D0; ES8402394A1; NL8300461A; AU601217B2; DE3303856C2; FR2521229A1; BE895828A; GB2116258A; AU7863987A; JPS58135391A; IT8367120A0; ES519562A0; AU1099883A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Pumpe, und zwar insbesondere eine ölpumpe, die in der Lage ist, unter Druck stehendes öl an einen Leistungszylinder in einer Servolenkvorrichtung zu liefern, um beispielsweise das Lenkrad eines Fahrzeugs zu unterstützen.

Im allgemeinen wird von einer in einer Servolenkvorrichtung eines Fahrzeugs verwendeten ölpumpe verlangt, daß sie minimales Geräusch hervorruft, hoher Belastung widersteht und eine lange Betriebslebensdauer selbst dann besitzt, wenn die Pumpe in einem breiten Umdrehungsbereich der Fahrzeugmaschine verwendet wird, und zwar selbst dann, wenn hohe Temperaturen und Staub vorhanden sind. Um diese Erfordernisse zu erfüllen, sind fast alle konventionellen Pumpen Flügelpumpen oder modifizierte Gleit-Flügelpumpen.

Die Gleit-Flügelpumpen weisen im allgemeinen einen Nockenring auf, der eine Nockenstirnfläche auf der Innenoberfläche besitzt, wobei Seitenplatten auf entgegengesetzten Seiten des Nockenrings angeordnet sind und Ansaug- und Auslaßöffnungen besitzen, und wobei ferner ein Rotor in einem abgedichteten Raum positioniert ist, der durch den Nockenring und die Seitenplatten definiert ist, wobei sich der

Rotor in diesem Raum dreht und wobei ferner eine Vielzahl von Leitelementen um die Außenoberfläche des Rotors herum angeordnet ist, um in Gleitbewegung in Berührung damit zu stehen. Wenn sich bei einer Pumpe dieser Art der Rotor dreht, so wird öl durch die Ansaugöffnungen in den abgedichteten Raum eingeführt und wird darinnen komprimiert und das komprimierte öl wird durch die Ausgangsöffnung von der Pumpe abgegeben. Um jedoch den Wirkungsgrad der Pumpe hoch zu halten, sind die Ansaug- und Abgabe-Öffnungen und die öldurchlässe kompliziert derart ausgebildet, daß der Pumpdruck eingestellt werden kann. Die gesamte Pumpe ist daher von kompliziertem Aufbau und macht eine beträchtliche Anzahl von Bauteilen erforderlich, was zu einer insgesamt teuren Vorrichtung führt.

Da bei den üblichen Pumpen der Nockenring und die Seitenplatten auf entgegengesetzten Seiten des Nockenrings alle zusammen den Pumpenkörper bilden und starr miteinander durch starre Bolzen befestigt sind, hat die Pumpe den Nachteil, daß dann, wenn sich die Pumpenkörperkomponenten ausdehnen oder zusammenziehen, wenn sich die Umgebungstemperatur ändert und/oder wenn sich der Druck des gepumpten Öls ändert, wird der Rotor einer übermäßigen Belastung oder Kraft ausgesetzt und er kann sich nicht glatt und ungestört drehen. Ferner haben bei der üblichen Pumpe die beiden entgegengesetzt angeordneten Seitenplatten Ansaug- und Abgabe-Öffnungen, so daß dann, wenn öl angesaugt und abgegeben wird, auf den Nockenring und/oder den Rotor eine große Kraft auf die entgegengesetzten Seiten und die Zwischenfläche zwischen dem Nockenring und dem Rotor angelegt wird, was die Tendenz hat, einen starken Abrieb hervorzurufen, sowie Geräusche zu erzeugen. Zudem sind bei der üblichen Pumpe die öldichtungen notwendigerweise in Räumen zwischen dem Nockenring und den entgegengesetzt liegenden Seitenplatten vorgesehen, um dort Ölleck zu verhindern und somit muß die Pumpe mit

hoher Präzision hergestellt werden, was notwendigerweise hohe Kosten verursacht. Wenn bei der üblichen Pumpe öl abgegeben wird, so haben die entgegengesetzt liegenden Seitenplatten die Tendenz, sich vom Nockenring weg zu bewegen und somit sind Federmittel erforderlich, um die Seitenplatten gegen den Nockenring zu drücken, was massive und teure Pumpen zur Folge hat.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Pumpe vorzusehen, die einen Fumpenkörper aufweist, der aus einem Nockenring und Seitenplatten auf entgegengesetzten Seiten des Nockenrings besitzt, und zwar miteinander befestigt mittels einer vorbestimmten Befestigungskraft durch elastische Bolzen, die die thermische Ausdehnung der Komponenten und die Änderung des Innenpumpendrucks, hervorgerufen durch Temperaturänderung absorbieren, wodurch die Pumpe schwere Umgebungsbedingungen aushalten kann.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Pumpe vorzusehen, bei der eine der Seitenplatten als die Ansaugplatte und die andere der Seitenplatten als die Abgabeseitenplatte derart ausgebildet ist, daß ein einziger öldurchlaß durch die Ansaugseitenplatte, den Nockenring und die Abgabeseitenplatte definiert wird und Öl kann in dem Durchlaß mit einem minimalen Widerstand fließen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Pumpe vorzusehen, in der keine Öldichtungen, wie in der konventionellen Pumpe zwischen den verbundenen Bauteilen der Pumpe vorgesehen sind.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Angabe einer Pumpe, bei der der gesamte Pumpenkörper von einem Reservoirtank umgeben ist und direkt mit einem Antriebssystem in Verbindung steht.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Pumpe vorzusehen, die eine maximale Umdrehungszahl im Bereich von 1800 bis 5000 Umdrehungen pro Minute besitzt, und zwar verglichen mit einer üblichen maximalen Umdrehungszahl innerhalb des Bereichs von 800 bis 1000 Umdrehungen pro Minute bei der Servolenkung (Lenkhilfe) eines Fahrzeugs, wodurch die notwendige Leistung beträchtlich vermindert wird und der Pumpenkörper in seiner Größe vermindert werden kann.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Pumpe mit einem Aufbau vorzusehen, der dadurch vereinfacht wird, daß man die Mittel eliminiert, die zum Drücken der Seitenplatten gegen den Nockenring dienen.

Gemäß der Erfindung wird eine Pumpe vorgesehen, die im wesentlichen folgendes aufweist: einen Nockenring, eine Ansaugseitenplatte, angeordnet auf einer Seite des Nockenrings, und eine Abgabeseitenplatte, angeordnet auf der anderen Seite des Nockenrings. Der Nockenring und die Ansaug- und Abgabe-Seitenplatte sind integral miteinander mittels elastischer Bolzen verbunden. Drehbar angeordnet innerhalb eines abgedichteten Raumes definiert durch den Nockenring und die Ansaug- und Abgabe-Seitenplatte befindet sich ein Rotor. Die Welle des Rotors ist beispielsweise direkt mit der Welle eines Motors verbunden. Eine Vielzahl von Gleitelementen ist um den Rotor herum angeordnet und wird stets gleitend gegen die Nockenfläche (Führungsfläche) auf der Innenoberfläche des Nocken- oder Führungsrings gedrückt, und zwar mittels der entsprechenden zugeordneten Federn. Der Pumpenkörper, der den Nockenring, den Rotor und die Ansaug- und Abgabe-Seitenplatte aufweist, ist vollständig von einem öldichten Reservoirtank umgeben.

Die obengenannten sowie weitere Ziele und Vorteile der Erfindung erkennt man aus der folgenden Beschreibung von

Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt einer das erfindungsgemäße Prinzip verkörpernden Pumpe;

Fig. 2 eine Vorderansicht der Pumpe; Fig. 3 eine Vorderansicht der Nockenrings in der Pumpe;

Fig. 4 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Nockenrings gemäß Fig. 3;

Fig. 5 eine Vorderansicht der Ansaug-Seitenplatte der Pumpe;

Fig. 6 eine geschnittene Seitenansicht der Ansaug-Seitenplatte gemäß Fig. 5;

Fig. 7 eine Vorderansicht der Abgabe-Seitenplatte der Pumpe;

Fig. 8 eine geschnittene Seitenansicht der Ansaug-Seitenplatte gemäß Fig. 7;

Fig. 9 eine Vorderansicht des Reservoirtanks in der Pumpe;

Fig. 10 eine Seitenansicht des Reservoirtanks gemäß Fig. 9;

Fig. 11 eine schematische Ansicht des Pumpenkörpers, aufgenommen in dem Reservoirtank;

Fig. 12 eine Seitenansicht der Fig. 11;

Fig. 13 ein analytisches Diagramm der an die Bolzen

angelegten Beanspruchung, welche die Bauteile des Pumpenkörpers miteinander verbinden;

Fig. 14 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels des elastischen Bolzens, der zur Verbindung der Bauteile des Pumpenkörpers miteinander verwendet wird;

Fig. 15 eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des zu verwendenden elastischen Bolzens zur Verbindung der Komponenten des Pumpenkörpers miteinander;

Fig. 16 eine ins Einzelne gehende Texlschnittansicht der Beziehung zwischen dem elastischen Bolzen und den durch diesen miteinander befestigten Pumpenkörperbauteilen.

Die Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, und zwar insbesondere unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben, wo die gesamte Pumpe gemäß der Erfindung dargestellt ist. Die Pumpe weist allgemein einen Pumpenkörper und einen Reservoirtank 2 auf, der den Pumpenkörper 1 darinnen aufnimmt. Das Innere des Reservoirtanks 2 ist mit einem Strömungsmittel wie beispielsweise öl gefüllt. Der Pumpenkörper 1 weist einen Nocken oder Führungsring 3 auf, sowie eine Ansaug-Seitenplatte 4 auf der einen Seite des Nockenrings 3 und eine Abgabe-Seitenplatte 4 auf der anderen oder entgegengesetzten Seite des Nockenrings. Der Nockenring 3 besitzt eine Mittelöffnung 6, deren Innenumfang als eine Nocken- oder Führungsfläche ausgebildet ist, die das Strö-

mungsmittel in üblicher VJeise in Zusammenarbeit mit Gleitelementen pumpt, was im folgenden noch im einzelnen beschrieben wird.

Die Mittelöffnung 6 im Nockenring 3 dient als eine abgedichtete Pumpenkammer, definiert durch die entgegengesetzt liegenden Ansaug- und Abgabe-Seitenplatten 4, 5, die auf entgegengesetzt liegenden Seiten des Nockenrings 3 in engem Kontakt damit angeordnet sind.

Die Ansaug-Seitenplatte 4 ist auf der einen oder rechten Seite des Nockenrings 3 (vergl. Fig. 1) in engem Kontakt damit angeordnet, was insbesondere in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist. Die Ansaug-Seitenplatte 4 weist einen Teil 7 mit grösserem Durchmesser und einen Teil 8 mit kleinerem Durchmesser auf, wobei der letztere Teil mit einem Paar von größeren bogenförmigen äußeren Ansaugöffnungen 9, 9¹ ausgebildet ist, sowie mit einem Paar von kleineren bogenförmigen inneren Ansaugöffnungen 10, 10'. Der einen kleinen Durchmesser besitzende Teil der Ansaug-Seitenplatte 4 ist ferner mit einem Einlaß 11 ausgebildet, der in Verbindung steht mit den äußeren und inneren bogenförmigen Ansaugöffnungen 9, 9' und 10, 10^f.

Die Abgabe-Seitenplatte 5 ist auf der anderen oder linken Seite des Nockenrings in dichter Berührung damit (vgl. Fig.1) angeordnet, und zwar ist dies insbesondere auch in den Fig. 7 und 8 gezeigt. Die Abgabe-Seitenplatte 5 ist mit einem Paar von äußeren größeren bogenförmigen Abgabeöffnungen 12, 12', einem Paar von inneren kleineren bogenförmigen Abgabeöffnungen 13, 13' und einem zylindrischen Auslaß 14 ausgestattet, welch letztere in Verbindung steht mit den äußeren und inneren Abgabeöffnungen. Die Abgabe-Seitenplatte ist mit einem Durchlaß 15 ausgebildet, der mit den äußeren

und inneren Abgabeöffnungen in Verbindung steht. Ein Ende des Durchlasses ist offen zur Zwischenfläche zwischen dem Nockenring und der Abgabe-Seitenplatte hin.

Der Nockenring 3 weist eine Vielzahl von Löchern 16 auf (vier Löcher im dargestellten Ausführungsbeispiel), und zwar benachbart zum Umfang des Rings in Ausrichtung mit Löchern

17 in der Abgebe-Seitenplatte 5 und ähnlich ist die Ansaug-Seitenplatte mit der entsprechenden Anzahl von Gewindelöchern

18 in Ausrichtung mit den entsprechenden Löchern und in der Abgabe-Seitenplatte bzw. Nockenring.

Beim Zusammenbau der Bauteile des Pumpenkörpers werden elastische Bolzen 20 als erstes durch die ausgerichteten Löcher in dem Nockenring und der Abgabe-Seitenplatte geführt und sodann in die Gewindelöcher 18 in der Ansaug-Seitenplatte 4 eingeschraubt, wodurch die Ansaug- und Abgabe-Seitenplatte und der Nockenring fest miteinander verbunden werden. In einem solchen Falle ist darauf hinzuweisen, daß keine öldichtungen zwischen den Ansaug- und Abgabe-Seitenplatten und dem Nockenring vorgesehen sind. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele des elastischen Bolzens 20 sind im einzelnen in den Fig. 14 und 15 gezeigt. Der in Fig. 14 gezeigte elastische Bolzen besitzt einen elastischen Zwischenteil 21 zwischen dem Kopf 22 und dem Schaft 23 des Bolzens und der elastische Zwischenteil 21 ist derart ausgelegt, daß er sich in einem geeigneten Ausmaß ausdehnt und zusammenzieht. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der elastische Bolzen in einem Durchmesser im elastischen Zwischenteil 21 reduziert. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 15 ist der elastische Teil 20 extern bei 24 mit Gewinde versehen, um als eine Schraubenfeder zu wirken. Die Funktion des elastischen Zwischenteils wird im folgenden erläutert.

Ein Rotor 3 0 ist innerhalb des Innenrauitis der Pumpenkammer

vorgesehen. Eine Vielzahl von Gleitelementen 40 ist um den Umfang des Rotors 3 0 herum vorgesehen, und zwar in Gleitberührung mit der Nockenfläche des Nockenrings (vgl. Fig.3). Die Gleitelemente 40 sind frei in entsprechenden Ausnehmungen 31 aufgenommen, die im umfang des Rotors 30 ausgebildet sind, und die Gleitelemente besitzen Kontaktstirnflächen 41 auf ihren gegenüber der Nockenfläche am Nockenring 3 liegenden Stirnflächen. Eine Druck- oder Kompressionsfeder 50 sitzt zwischen der Stirnfläche der Gleitelemente entfernt von der Nockenfläche derselben und dem Boden der entsprechenden Ausnehmung im Rotor 30, um so stets die Gleitelement-Kontaktstirnfläche gegen die Nockenfläche am Nockenring zu drücken. Wie bei üblichen Pumpen ist die erfindungsgemäße Pumpe mit der Saugzone S und der Abgabezone D (vgl. Fig. 3) ausgestattet. Die Ansaugöffnungen in der Ansaug-Seitenplatte sind an der Ansaugzone angeordnet und in ähnlicher Weise sind die Abgabeöffnungen in der Abgabe-Seitenplatte an der Abgabezone positioniert.

Die Gleitelemente und der Rotor haben eine solche Breite, daß sie glatt und ohne weiteres in die Räume zwischen den Ansaug- und Abgabe-Seitenplatten eingesetzt werden können. Obwohl dies nicht dargestellt ist, so hat der Rotor doch Antriebsmittel, wie beispielsweise eine Motorantriebswelle 60, die direkt mit dem Mittelgebiet des Rotors in Verbindung steht. Im dargestellten Ausführungsbeispiel der Pumpe sind Rotor und Antriebswelle miteinander durch Keilmittel oder Verzahnungen verbunden. Die Motorantriebswelle wird in einem Lager 70 drehbar gehalten, welch letzteres seinerseits an dem Mötorbefestigungsglied 80 vorgesehen ist.

Der Reservoirtank 2 weist ein Plastikgehäuse auf und besitzt eine öffnung 91, ausgestattet am größeren Durchmesserteil der Ansaug-Seitenplatte 4 mit einer öldichtung ⁹⁰, die dazwischen angeordnet ist, und eine öffnung 92 ist am Außen-

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umfang der Abgabe-Seitenplatte 5 eingepaßt, und zwar mit einer öldichtung 93 dazwischen angeordnet. Das Reservoir 2 weist ferner eine ölinjektions- oder Einlaßöffnung 2a und einen Öleinlaß 2b auf, und zwar in Verbindung mit dem Einlaß in der Ansaug-Seitenplatte (vgl. die Fig. 9 und 10). Mit 95 ist ein im öleinlaß vorgesehenes Filter bezeichnet. Bei dieser Anordnung empfängt der Reservoirtank 2 den Pumpenkörper 1 in Abdichtbeziehung.

Wenn bei der obenbeschriebenen Pumpe der Motor in Drehung versetzt wird, so wird dadurch der Rotor 30 gedreht, wodurch die Gleitelemente 40 gleitend längs der Nockenfläche des Nockenrings 3 sich bewegen, um so Strömungsmittel oder Öl einzuführen, und zwar durch den öleinlaß, den Einlaß 2b im Reservoirtank 2 und die Ansaugöffnungen 9, 9¹ und 10, 10' in der Ansaug-Seitenplatte 4, und zwar erfolgt die Einführung in den Abdichtraum zwischen dem Nockenring 3 an der Ansaugzone S und die Kompression des eingeführten Öls erfolgt sodann und die Abgabe erfolgt durch Abgabeöffnungen 12, 12' und 13, 13* und Auslaß 14 in der Abgabe-Seitenplatte in der Abgabezone aus dem Pumpenkörper 1 heraus. Es sei darauf hingewiesen, daß dann, wenn die erfindungsgemäße Pumpe für die Lenkvorrichtung eines Fahrzeugs beispielsweise verwendet wird, die Anzahl der Drehungen des Rotors derart eingestellt ist, daß sie mindestens dreimal höher liegt als die Leerlaufdrehzahlen des Fahrzeugmotors.

Da die konventionelle Pumpe für die Lenkhilfe oder Servolenkung eines Fahrzeugs durch den Motor angetrieben wird, ist, damit maximale Pumpenkapazität vorhanden ist, wenn das Fahrzeug geparkt wird oder in seine Garage einfährt, die Pumpe derart ausgelegt, daß sie einen vorbestimmten Maximaldruck und eine vorbestimmte Maximalverdrängung bei 600 bis 1000 Umdrehungen pro Minute liefert, und zwar proportional zur An-

zahl der Drehungen zu einer solchen speziellen Zeit, und somit wird trotz der Tatsache, daß die Anzahl der Umdrehungen der Pumpe dann ansteigt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit und demgemäß die Motordrehzahl ansteigt, ein beträchtlicher Teil des verdrängten Öls durch ein Druckregulierventil oder Ablaßventil freigesetzt. Wenn somit die Pumpe sich mit einer Rate oder Geschwindigkeit innerhalb des Bereichs von 6 00 bis 1000 Umdrehungen pro Minute dreht, so ist der Wirkungsgrad der Pumpe hoch, wenn sich aber die Pumpe mit einer Drehgeschwindigkeit oder Drehzahl dreht, die innerhalb des Bereichs von 1000 bis 8000 Umdrehungen pro Minute liegt, so hat die Pumpe nicht nur einen niedrigen Wirkungsgrad, sondern die Pumpe wird auch kostspielig, weil die Bauteile der Pumpe aus Hochqualitätsmaterialien ausgebildet sein sollten, und zwar durch Berücksichtigung des Abriebwiderstands und der Dauerhaftigkeit, die für die Pumpe dann erforderlich ist, wenn der Betrieb bei hohen Drehzahlen im Bereich von 1000 bis 8000 Umdrehungen pro Minute erfolgt.

Andererseits ist die erfindungsgemäße Pumpe derart konstruiert, daß sie mit einer Drehzahl innerhalb des Bereichs von 1800 bis 5000 Umdrehungen pro Minute mit einer Motordrehzahl innerhalb des Bereichs von 600 bis 1000 Umdrehungen pro Minute rotiert, wenn das Fahrzeug geparkt wird oder in die Garage einfährt, und die Drehung der Pumpe wird gestoppt oder reduziert, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit oder Motordrehzahl den Bereich übersteigt. Somit ist die Kapazität des Nockenrings des Pumpenkörpers nur ein Drittel bis ein Fünftel der Komponente der entsprechenden üblichen Pumpe. Im dargestellten Ausführungsbeispiel der Pumpe ist die maximale Reibungsbewegungsgeschwindigkeit der Gleitteile der Pumpe nur ein Sechstel bis ein Achtel, verglichen mit den entsprechenden Teilen der konventionellen Pumpe. Bei der erfindungsgemäßen Pumpe ist die maximale Umfangsgeschwindigkeit der gleitenden Teile 4,5 m/sec, wohingegen die

maximale Umfangsgeschwindigkeit der entsprechenden Teile der konventionellen Pumpe 16 m/sec. ist. Aus der niedrigen Umfangsgeschwindigkeit der gleitenden Teile der erfindungsgemäßen Pumpe erkennt man, daß die Materialkosten für die Nockenring-Gleitelemente und die Ansaug- und Abgabe-Seitenplatten und auch die Wärmebehandlung und Verarbeitung dieser Teile beträchtlich vermindert werden kann. Somit können beim erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel der Pumpe die Ansaug- und Abgabe-Seitenplatten üblicherweise aus einer Leichtmetallegierung hergestellt werden, wie beispielsweise aus Aluminium oder Aluminiumformguß, und der Nockenring und der Rotor werden aus einer gesinterten Legierung ausgebildet, die keiner speziellen Behandlung (Zementierung) ohne Schwierigkeiten unterworfen werden müssen.

Die Fig. 11 und 12 sind schematische Ansichten zum Vergleich der Kapazität der erfindungsgemäßen Pumpe (mit dem Reservoirtank) und konventionellen Pumpen. Das Gewicht der erfindungsgemäßen Pumpe,bezeichnet mit Bezugszeichen C, ist 0,4 kg, wohingegen das Gewicht konventioneller Pumpen, bezeichnet durch Bezugszeichen A bzw. B, 3,4 kg bzw. 3,2 kg beträgt.

Aus diesen Figuren erkennt man, daß die erfindungsgemäße Pumpe C beträchtlich kleiner ist als die üblichen Pumpen A, B.

Eines der wichtigen Merkmale der Erfindung besteht darin, daß der Nockenring 3 und die Ansaug- und Abgabe-Seitenplatten 4, 5 Löcher aufweisen, durch welche diese Komponenten oder Bauteile an ihrem Platz positioniert werden und die elastischen Bolzen 20 durch diese drei Bauteile verlaufen können, um diese Bauteile miteinander zu verbinden, um so den Pumpenkörper zu bilden. Obwohl die Ansaug- und Abgabe-Seitenplatten (wie oben erwähnt) aus einer Leichtmetallegierung,

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wie beispielsweise Aluminium oder Formgußaluminium,hergestellt werden können, so ist es doch notwendig, da die Aluminium-Stahl- und Sinterlegierung-Bauteile der Pumpe miteinander in einer Seite-an-Seite-Beziehung durch die Stahlbolzen befestigt sind, die Möglichkeit in Betracht zu ziehen, daß die Pumpe durch Absinken der Effizienz leidet oder Probleme dadurch auftreten, daß sich eine Nachgiebigkeit und/oder Ermüdungsstörung der Komponenten ergibt, und zwar infolge plötzlicher Änderung der Befestigungskraft, hervorgerufen durch die Differenz zwischen den thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Komponenten und gleichzeitig ist es notwendig, in geeigneter Weise die Pulsierung des Öldrucks zu absorbieren, die durch den Druck hervorgerufen wird, der innerhalb der Pumpe von einem 0 Atmosphärendruck bis ungefähr 70 Atmosphärendruck bei der Flügeldrehung sich verändert. Fig. 13 ist ein analatisches Diagramm, welches die Beanspruchung darstellt, die an den elastischen Bolzen angelegt wird, der zur Verbindung der Bauteile der Pumpe gemäß der Erfindung dient.

In dieser Figur zeigen die gestrichelten Linien die an den üblichen Bolzen angelegte Beanspruchung, wenn der Bolzen angezogen wird, und die ausgezogenen Linien zeigen die an den elastischen Bolzen angelegte Beanspruchung, wobei der elastische Bolzen in der erfindungsgemäßen Pumpe verwendet wird und wobei die Darstellung für das Anziehen des Bolzens gilt.

Im dargestellten Pumpenausführungsbeispiel wird angenommen, daß der Druck innerhalb der Pumpe 300 kg bei Normaltemperatur ist und daß die Befestigungskraft durch jeden elastischen Bolzen bei Normaltemperatur 300 kg beträgt. Veränderungen der Befestigungskraft durch die Bolzen sind in der folgenden Tabelle angegeben.

Tabelle

An den konventionellen Bolzen angelegte Beanspruchung (kg/W )

Befestigungskraft bei Normaltemperatur

Befestigungskraft bei -35°C

Befestigungskraft bei
100⁰C

An den erfindungsgemäßen elastischen Bolzen angelegte Beanspruchung (kg/mm²)

Differenz der Befestigungskraft bei -35⁰C und 100⁰C

Externe an ' Durch die
den Bolzen' befestigten
angelegte Bauteile
Kraft absorbierte
Energie

kg ! 55 kg

I

CO

ο :

CO OO

cn

CD

Wie sich aus der obiger. Tabelle ergibt, liegt der elastische Bolzen sicher innerhalb der elastischen und Ermüdungsgrenzen, vorgesehen für den Bolzen, und die angelegte Beanspruchung an die Aluminiumkontaktflache am Kopf des Bolzens liegt auch innerhalb der Nachgiebigkeits- und Ermüdungsgrenzen, vorgesehen für den Bolzen, wodurch die Zuverlässigkeit hinsichtlich der Festigkeit des elastischen Bolzens beträchtlich verbessert werden kann.

Fig. 16 ist eine Teilcclmittansicht, die die Beziehung zwischen dem elastischen Bolzen und den miteinander durch den Bolzen befestigten Bauteilen darstellt. Wenn die Pumpe sich in ihrer Nichtbetriebspositxon befindet oder mit einer niedrigen Drehzahl sich dreht, d.h. sich auf einem niedrigen Druck befindet, so werden die Seitenplatten zum Rotor hin unter der Befestigungskraft.,vorgesehen durch den Bolzen, gedrückt, wie dies durch die ausgezogene Linie a dargestellt ist, wenn aber andererseits die Pumpe sich auf hohem Druck befindet oder mit einer hohen Drehzahl sich dreht, so bewegen sich die Seitenplatten von dem Rotor weg, wie dies durch die gestrichelte Linie b dargestellt ist, um so geeignete Zwischenräume zwischen dem Rotor und den Seitenplatten zu schaffen, wodurch das unter Druck stehende Öl gleichmäßig an die Zwischenfläche zwischen dem Rotor und den Seitenplatten angelegt wird, um so den Rotor und die Gleitelemente in ihrer neutralen Position zu halten. Auf diese Weise kann die Zwischenfläche zwischen dem Rotor und den Seitenplatten gegenüber potentiellen Fehlerstellen, Ausbrennen und Abreib, geschützt werden, und die Pulsation des Öldrucks kann in effektiver Weise absorbiert werden.

Ferner verhindert dieser Effekt die Neigung des Rotors und der Gleitelemente, was andernfalls hervorgerufen werden

•ν

-η -

könnte durch den an die entgegengesetzt liegenden Seiten des Rotors und der Gleitelemente angelegten Differentialdruck, wodurch das Öl in den Einwegdurchlaß mit einem minimalen Widerstand fließen kann.

Da ferner der Pumpenkörper der Erfindung keine öldichtungsringe aufweist, kann das Öl durch die Zonen der durch die Bolzen miteinander befestigten Komponenten lecken, aber das Lecköl wird unmittelbar zum Reservoirtank zurückgeführt und somit wird die Effizienz der Pumpe nicht nachteilig durch das Lecköl beeinflußt.

Obwohl nur ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und im einzelnen beschrieben wurde, so ist doch klar, daß dieses Ausführungsbeispiel nur der Veranschaulichung dienen soll und nicht einschränkend zu verstehen ist.

Zusammenfassend sieht die Erfindung folgendes vor:

Eine Pumpe weist einen Nocken oder Führungsring auf, der eine Pumpenkaminer definiert und eine Nocken- oder Führungsfläche auf der Innenoberfläche aufweist, wobei ein Rotor innerhalb der Pumpenkammer angeordnet ist, sowie Ansaug- und Abgabe-Seitenplatten auf entgegengesetzten Seiten des Nockenrings angeordnet sind, und Ansaug- bzw. Abgabe-Öffnungen aufweisen, wobei ferner Gleitelemente um den Rotor herum angeordnet sind und in Gleitberührung mit der Nocken- oder Führungsoberfläche stehen, wobei schließlich elastische Bolzen den Nockenring und die Ansaug- und Abgabe-Seitenplatten miteinander verbinden, und wobei ein Reservoirtank eine Kombination aus Nockenring und Seitenplatten darinnen aufnimmt.

Claims

Ansprüche

1 J Pumpe mit einem eine Pumpenkammer darinnen definierenden Nocken-oder Führungsring sowie einer Nocken- oder Führungsfläche auf der Innenoberfläche, wobei ein Rotor innerhalb der Pumpe angeordnet ist und eine Vielzahl von Gleitelementen um den Rotor herum angeordnet ist und in Gleitberührung mit der Führungsfläche auf dem Führungsring steht, gekennzeichnet durch eine Ansaugplatte, angeordnet auf einer Seite des Führungsrings und mit Ansaugöffnungen, sowie mit einer Abgabe-Seitenplatte, angeordnet auf der anderen Seite des Führungsrings und mit Abgabeöffnungen, wodurch Strömungsmittel von der Ansaug-Seitenplatte durch die Pumpenkammer zu der Abgabe-Seitenplatte fließt.
2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgabe-Seitenplatte Mittel aufweist, die dazu geeignet sind, um die Seitenplatte zu dem Führungsring dann hinzudrücken, wenn Strömungsmittel gepumpt wird.
3. Pumpe mit einem Pumpenkörper, der einen Führungsring aufweist, sowie auf entgegengesetzten Seiten des Führungsrings angeordnete Seitenplatten und mit einem Reservoirtank, zur Aufnahme des Pumpenkörpers, wobei der Führungsring und die Seitenplatten miteinander durch elastische Bolzen befestigt sind.
4. Pumpe mit einem Pumpenkörper, der einen Nocken- oder Führungsring aufweist, der eine Pumpenkammer darinnen definiert, in der ein Rotor angeordnet ist, und wobei ein Reservoirtank den Pumpenkörper darinnen aufnimmt und der Rotor direkt mit einem Antriebsglied in Verbindung steht.
5. Pumpe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Anzahl der Drehungen des Rotors derart eingestellt ist, daß diese mindestens dreimal so hoch ist wie die Drehzahl des Motors eines Fahrzeugs, wenn sich der Motor im Leerlauf befindet.