DE3527225A1

DE3527225A1 - Stromregeleinrichtung fuer eine rotationskolbenpumpe

Info

Publication number: DE3527225A1
Application number: DE19853527225
Authority: DE
Inventors: Johann 7070 Schwäbisch Gmünd Merz; Günther 7072 Heubach Seidl
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1984-08-11
Filing date: 1985-07-30
Publication date: 1986-02-20
Also published as: JPH0811959B2; JPS62500116A; US4715793A; DE3581739D1; BR8507226A; EP0220187A1; WO1986001261A1; EP0220187B1

Description

Stromregeleinrichtung für eine Rotationskolbenpumpe

Die Erfindung betrifft eine Stromregeleinrichtung für Rotationskolbenpumpen zur Regelung eines Nutzstromes, mit einem Bypass-Stromregelventil, in dem eine Meßdrossel angeordnet ist.

Aus der DE-PS 24 02 017 ist eine derartige Stromregeleinrichtung bekannt. Eine Rotationskolbenpumpe, die mit einer solchen Stromregeleinrichtung versehen ist, weist den Nachteil auf, daß beim Anlauf der Pumpe, insbesondere bei tiefen Temperaturen, unerwünschte Geräusche entstehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige Anlaufgeräusche bei Rotationskolbenpumpen zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Stromregeleinrichtung der Rotationskolbenpumpe mit einer viskositätsabhängigen Meßdrossel ausgestattet wird.

Bei bisher bekannten Rotationskolbenpumpen (ζ. B. DE-Patentanmeldung P 34 23 812.3, US-PS 33 49 714) wurde eine Meßdrossel angestrebt, die als Blende ausgebildet ist, und damit viskositätsunabhängig ist. Dies bedeutet, daß die zu einem Verbraucher geförderte ölmenge unabhängig von der Temperatur des Öles bei tiefen und hohen Temperaturen gleiche Werte einnimmt. Dies wurde dadurch erreicht, daß die Länge der Drosselstelle möglichst kurz ausgeführt wurde. Der Abgriff des reduzierten Druckes für die Stromregelung erfolgt hierbei direkt hinter der Blende.

Werden bei einer bekannten Pumpe, deren Förderleistung beispielsweise 8 l/min beträgt, 7 1 zu dem Verbraucher gefördert, so beträgt der durch das Stromregelventil zur Saugseite der Pumpe zurückgeförderte Bypass-Strom nur 1 l/min. Um weiterhin 8 1 fördern zu können, muß die Pumpe 7 1 aus dem Behälter nachsaugen.

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Bei niedrigen Temperaturen reicht die Injektorwirkung des Bypass-Stromes wegen der Dickflüssigkeit des Öles nicht aus, um die geforderten 7 1 nachzusaugen. Die dadurch entstehende Kavitation führt zu den unerwünschten Geräuschen.

Wird dagegen erfindungsgemäß ein Stromregelventil mit einer viskositätsabhängigen Meßdrossel verwendet, so tritt bei tiefen Temperaturen die Abregelung bereits früher ein, so daß weniger öl nach außen zu dem Verbraucher gefördert wird. Dadurch wird nur noch eine kleine ölmenge nach außen zu dem Verbraucher gefördert, während die Hauptmenge im Bypass-Strom wieder der Saugseite der Pumpe zugeführt wird. Die Folge ist, daß nur eine sehr geringe ölmenge aus dem Behälter nachgesaugt werden muß, so daß keine Kavitation und keine damit verbundenen Geräusche auftreten.

Die Viskositätsabhängigkeit der Meßdrossel wird dadurch erreicht, daß der Durchflußquerschnitt der Meßdrossel klein ist im Verhältnis zu der von dem geförderten ölstrom benetzten Oberfläche in der Meßdrossel. Die benetzte Oberfläche wird dabei bestimmt durch den Umfang der Durchflußquerschnittsfläche und durch die Länge der Meßdrossel. Wegen der bei dickflüssigem öl dickeren Grenzschicht ist der Einfluß der Oberfläche größer als bei dünnflüssigem öl.

Um eine genaue Feinregelung des ölstromes zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, wenn vor der viskositätsabhängigen Meßdrossel eine viskositätsunabhängige Blende vorgeschaltet ist. Dabei wird durch die Blende die Feinregelung erreicht, während durch die viskositätsabhängige Meßdrossel die oben beschriebenen Vorteile der Geräuschverhinderung erreicht werden.

Besonders einfach läßt sich die Erfindung verwirklichen, dadurch, daß die Meßdrossel als Bohrung ausgebildet ist mit einem Querschnitt, der ungefähr dem Querschnitt der Blende entspricht und deren Länge groß ist gegenüber der Länge der Blende

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und gegenüber dem Durchmesser der Bohrung. Besonders einfach läßt sich dies durch eine abgewinkelte Bohrung von konstantem Querschnitt erreichen, wobei das erste Stück der Bohrung eine relativ kurze Länge und das zweite, abgewinkelte Stück der Bohrung eine relativ große Länge aufweisen.

Eine andere Art der vorteilhaften Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß in die Bohrung der Meßdrossel ein Stab mit polygonförmigem Querschnitt, beispielsweise ein Vierkant-Stab, eingesetzt ist, dessen Kanten an der Innenwand der Bohrung anliegen.

Nachstehend wird die Erfindung anhand zweier, in einer Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Rotationskolbenpumpe

mit der erfindungsgemäßen Stromregeleinrichtung, *

Fig. 2 einen Teilschnitt entsprechend der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Teilschnitt entsprechend der Linie II-II, jedoch mit einem anderen Ausführungsbeispiel,

Fig. 4 einen Querschnitt entsprechend der Linie IV-IV, in in Fig. 3,

Fig. 5 ein Diagramm mit der Abhängigkeit des Förderstromes von der öltemperatur und von der Pumpendrehzahl.

In einem Gehäuse 1, das durch einen Deckel 2 abgeschlossen wird, ist zwischen zwei Stirnplatten 3 und 4 ein Kurvenring 5 angeordnet. Ein Stift 6 sichert den Kurvenring 5 und die beiden Stirnplatten 3 und 4 gegen Verdrehen. In dem Kurvenring 5 ist ein mit einer Antriebswelle 7 verbundener, zylindrischer Rotor 8

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gelagert. In Schlitzen des Rotors 8 sind Arbeitsschieber bzw. Flügel 9 radial beweglich geführt. Zwischen der zweiten Stirnplatte 4 und dem Deckel 2 ist in dem Gehäuse 1 eine Druckkammer 10 gebildet, die über Durchlässe 11 und 12 in den Stirnplatten 4 und 3 mit einem Druckkanal 13 verbunden ist. Ein Stromregelventil 14 leitet je nach Drehzahl überschüssiges Druckmittel von dem Druckkanal 13 in einen Ansaugkanal 15.

In dem Druckkanal 13 ist zwischen der Druckkammer 10 bzw. dem Durchlaß 12 und dem Stromregelventil 14 ein zylindrischer Drosseleinsatz 16 mit einer Entnahme- und Drosselblende 17, in der weiteren Beschreibung kurz Blende 17 genannt, angeordnet. Der Drosseleinsatz 16 liegt in dem Ausführungsbeispiel quer zur Achse des Druckkanals 13. Die Lage des Drosseleinsatzes 16 in bezug auf die Achse des Druckkanals 13 ist jedoch nicht erfindungswesentlich und kann entsprechend den Erfordernissen auch anders ausgewählt werden. Ebenso kann die Blende 17 direkt in dem Gehäuse 1 angeordnet sein. Durch die Blende 17 wird Druckmittel von der Pumpe zu einem Verbraucher 18 geleitet, der beispielsweise durch eine Servolenkung gebildet ist. Ober eine ■, in der Zeichnung nicht dargestellte Dämpfungsdrossel wird in bekannter Weise ein reduzierter Druck durch eine Steuerleitung von einer zu dem Verbraucher 18 führenden Druckleitung 20 an die Rückseite des Stromregelventils 14 übertragen.

An die Blende 17 schließt sich eine Meßdrossel 21 für eine viskositätsabhängige Fördermenge an. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 ist die Meßdrossel 21 als Bohrung 22 ausgebildet, deren Querschnitt etwa dem Querschnitt der Blende 17 entspricht. Die Länge der Meßdrossel 21 ist dabei groß gegenüber der Länge der Meßblende und gegenüber dem Durchmesser der Bohrung 22. Das Verhältnis der durch die Länge und den Querschnitt der Meßdrossel bestimmten, von dem zu dem Verbraucher 18 geförderten ölstrom benetzten Oberfläche zu der Querschnittsfläche der Blende 17 ist dabei größer als etwa 20 : 1.

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In einem zweiten, in den Figuren 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Meßdrossel als Bohrung 23 ausgebildet, in die ein Vierkant-Stab 24 eingesetzt ist, dessen Längskanten an der Innenwand der Bohrung 23 anliegen. Zwischen der Bohrung und dem Vierkant-Stab 24 werden dadurch vier Kreisabschnittsflächen 25 gebildet, die den Durchflußquerschnitt durch die Meßdrossel 21 bestimmen. Die Verwendung eines Vierkant-Stabes hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, da die viskositätsabhängige Reibung im Verhältnis zur Baugröße der Drossel noch günstiger als im ersten Ausführungsbexspiel ist. Für andere Anwendungsfälle ist jedoch auch die Verwendung eines Stabes mit einem anderen Polygonprofil möglich. Ebenso ist die Verwendung eines Rundstabes möglich, wobei sich zwischen der äußeren Umfangsflache des Rundstabes und der Innenwand der Bohrung 23 eine kreisringförmige Durchströmfläche bildet.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Meßdrossel setzt die Abregelung des Förderstromes bei tiefen Temperaturen früher ein, d. h. bereits bei einem niedrigerem Volumen als bei höheren Temperaturen. Die Abregelung erfolgt hierbei immer bei gleicher Druckdifferenz. Weil eine geringere Menge nach außen zu dem Verbraucher 18 gefördert wird, muß auch weniger öl aus dem ölbehälter nachgesaugt werden. Für diese geringere ölmenge ist die InjektorWirkung des Bypass-Stromes ausreichend, so daß Kavitation nahezu vollständig verhindert wird.

Der Einfluß der erfindungsgemäßen Stromregeleinrichtung auf den Förderstrom ist in Fig. 5 dargestellt. Daraus wird deutlich, in welchem Maße der Förderstrom V bei einer Temperatur von 20 ⁰C früher abgeregelt wird als bei einer Temperatur von 80 ⁰C. Dadurch wird bei niedrigen Temperaturen ein größerer Teil des geförderten Öles in der Pumpe umgewälzt.

Mit der Verhinderung der Kavitation wird auch die Ursache für das Entstehen der unerwünschten Geräusche beseitigt.

Leerseite

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Bezugszeichen	Gehäuse
1	Deckel
2	Stirnplatte
3	Stirnplatte
4	Kurvenring
5	Stift
6	Antriebswelle
7	Rotor
8	Flügel
9	Druckkammer
10	Durchlaß
11	Durchlaß
12	Druckkanal
13	Stromregelventil
14	Ansaugkanal
15	Drosseleinsatz
16	Blende
17	Verbraucher
18	Steuerleitung
19	Druckleitung
20	Meßdrossel
21	Bohrung
22	Bohrung
23	Vierkant-Stab
24	Kreisabschnittsfläche
25

Claims

Ansprüche

1. Stromregeleinrichtung für eine Rotationskolbenpumpe zur Regelung eines Nutzstromes, insbesondere für Servolenkungen von Kraftfahrzeugen, mit einem Bypass-Stromregelventil, in dem eine Meßdrossel angeordnet ist, dadurch gekennzei c h net, daß die Meßdrossel (21) viskositätsabhängig ist.

2. Stromregeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchströmquerschnitt der Meßdrossel (21) klein ist im Verhältnis zu der von dem geförderten ölstrom benetzten Oberfläche.

3. Stromregeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Meßdrossel (21) eine Blende (17) vorgeschaltet ist.

4. Stromregeleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Meßdrossel (21) als Bohrung (22) ausgebildet ist, deren Querschnitt etwa dem Querschnitt der Blende (17) entspricht und deren Länge groß ist gegenüber der Länge der Blende (17) und gegenüber dem Durchmesser der Bohrung (22).

5. Stromregeleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Meßdrossel (21) als Bohrung (23) ausgebildet ist, in der ein Stab (24) eingesetzt ist, zwischen dessen äußerer Umfangsfläche und der Innenwand der Bohrung (23) der Durchströmquerschnitt für den geförderten Ölstrom gebildet ist.

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6. Stroraregeleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Stab (24) einen polygon förmigen Querschnitt aufweist, und daß die Längskanten des Stabes an der Innenwand der Bohrung (23) anliegen.

7. Stromregeleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Stab (24) ein Vierkant-Stab ist.