DE3904874A1 - Tandempumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Tandempumpe, bestehend aus einer Flügelzellenpumpe und einer Radialkolbenpumpe mit folgenden Merkmalen:
Ein erstes Gehäuse weist einen ersten rotationssymmetrischen Hohlraum auf und ist zur Aufnahme der Flügelzellenpumpe vorgesehen;
ein zweites Gehäuse weist einen zweiten rotationsymmetrischen Hohlraum auf und besitzt sternförmig angeordnete Raume zur Aufnahme der Rotationskolbenpumpe;
das erste und zweite Gehäuse sind unter Aufnahme der Flügelzellenpumpe und der Rotationskolbenpumpe zusammengebaut;
eine gemeinsame Welle erstreckt sich mit einem ersten Lagerzapfen, einem Exzenternocken und einem zweiten Lagerzapfen durch den zweiten rotationssymmetrischen Hohlraum und mit einem Befestigungsende in den ersten rotationssymmetrischen Hohlraum und ist zum gemeinsamen Antrieb der Flügelzellenpumpe und der Radialkolbenpumpe vorgesehen.

Die EP-PS 1 28 969 zeigt eine derartige Tandem- oder Doppelpumpe, wobei die Flügelzellenpumpe zur Ölversorgung der Servolenkung dient und die Radialkolbenpumpe den Ölstrom zur Versorgung von Zusatzeinrichtungen, wie Niveauregulierung, Antiblockiersystem, hydrostatischer Lüfterantrieb und dergleichen, liefert. Wiewohl derartige Pumpen ziemlich zuverlässig arbeiten, kommt es doch vor, daß eine der Pumpen blockiert, was dann die Gefahr mit sich bringt, daß auch die andere Pumpe ausfällt. Wenn die Ölversorgung von Zusatzeinrichtungen gerade noch toleriert werden kann, darf die Servolenkung auf keinen Fall ausfallen. Aus diesem Grunde ist bei der vorbekannten Tandempumpe eine Schereinrichtung vorgesehen, die sich zur Kraftübertragung in eine Bohrung der Welle und in eine Bohrung des Exzenters radial erstreckt, welcher auf die Welle aufgesteckt ist. Diese Bohrung in der Welle stellt jedoch eine Schwächungsstelle der Welle selbst dar, was zu Schäden an der Welle führen kann.

Die in Rede stehende Tandempumpe nach der EP-PS 1 28 969 weist einen angeschmiedeten Wellenflansch auf, und es hat sich herausgestellt, daß eine derartige Welle nicht einfach und kostengünstig montiert werden kann. Im einzelnen ist eine eingepaßte Lagerbuchse vorgesehen, welche genau konzentrisch zur Drehachse der Welle ausgebildet sein muß und zusätzliche Abdichteinrichtungen aufweisen muß, was die Pumpe verteuert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tandempumpe der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß der Herstellungsaufwand, insbesondere bei der Radialkolbenpumpe, vermindert wird. Dabei soll die Möglichkeit bestehen, die Radialkolbenpumpe mit einer Sicherheitseinrichtung auszustatten, die den Weiterlauf der Flügelzellenpumpe garantiert, auch wenn die Radialkolbenpumpe ausfallen sollte, ohne daß die Sicherheitseinrichtung zu einer Schwächung der Welle führt.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die gemeinsame Welle abgestuft abnehmende Durchmesser für den ersten großen Lagerzapfen, den mittelgroßen Exzenternocken, den zweiten Lagerzapfen und das Befestigungsende für den Rotor der Flügelzellenpumpe aufweist.

Das zweite, für die Radialkolbenpumpe vorgesehene Gehäuse kann einstückig oder mehrstückig sein. Im Falle der Einstückigkeit wird der besondere Vorteil erzielt, daß die beiden Lagerbohrungen im Pumpengehäuse in einer Aufspannung sehr exakt gefertigt werden können.

Es ist auch eine dreiteilige Ausbildung des Gehäuses der Radialkolbenpumpe möglich, die man mit Rücksicht auf eine bestimmte Ausbildung der aktiven Teile der Radialkolbenpumpe wählt. Auch in diesem Fall lassen sich bedeutende Montagevorteile erzielen.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel mit integrierten Exzenternocken,

Fig. 2 eine Variante des Exzenternockens und

Fig. 3 eine Variante der Radialkolbenpumpe.

Die Tandempumpe enthält eine Flügelzellenpumpe 1 und eine Radialkolbenpumpe 2, die über eine gemeinsame Welle 3 angetrieben werden und eine gemeinsame Hauptachse 4-4 aufweisen. Die Schnitte beziehen sich oberhalb der Hauptachse 4-4 auf einen vertikalen Schnitt und unterhalb auf einen horizontalen Schnitt durch die Tandempumpe.

In der Ausführungsform nach Fig. 1 sind im wesentlichen nur zwei Gehäuse 5 und 7 vorgesehen, die jeweils eine der beiden Pumpen 1, 2 aufnehmen. Das erste Gehäuse 5 ist topfförmig und weist einen stufenbohrungsartigen Innenraum 5 a zur Aufnahme der Flügelzellenpumpe 1 auf. Das zweite Gehäuse 7 weist eine axiale Stufenbohrung 70 und eine Reihe von radialen Stufenbohrungen 7 b auf, die mit Einschraubgewinde versehen sind.

Die Welle 3 weist vier Abschnitte 3 a, 3 b, 3 c, 3 d und einen Flansch 3 f auf, von denen die Abschnitte 3 a und 3 c als Lagerzapfen, der Abschnitt 3 b als Exzenternocken und der Abschnitt 3 d als Befestigungsteil für einen Rotor 16 ausgebildet sind.

Die Lagerzapfen 3 a und 3 c arbeiten mit Gleitlagern 9 und 10 zusammen, die in der Stufenbohrung 7 a des Gehäuses 7 angebracht sind. Der Rotor 16 weist radiale Schlitze und darin geführte Flügel auf, die mit einem Nockenring 15 zusammenarbeiten. Zwischen Nockenring 15 und Rotor 16 erstrecken sich zwei sichelförmige Räume, die durch die Flügel in Arbeitsräume unterteilt werden, welche sich zwischen Einlaß und Auslaß der Flügelzellenpumpe bewegen und sich dabei vergrößern bzw. verkleinern, um in bekannter Weise durch Verdrängungswirkung einen Pumpenstrom zu fördern. Die Arbeitsräume sind durch seitliche Platten 14 und 17 abgedichtet, wobei das Teil 17 eine Druckplatte darstellt. Die Zufuhr von Hydraulikflüssigkeit erfolgt über vertikale oder leicht geneigte Zufuhrkanäle 19 über horizontale, knieförmige Kanäle 20 in die Arbeitsräume, und die gepumpte Flüssigkeit wird durch ein Stromregelventil 18 teilweise zum Einlaß 20 und teilweise zum Auslaß 21 geleitet, um einen geregelten Hydraulikstrom zu erzielen, wie es bekannt ist.

In jeder der sternförmig angeordneten Stufenbohrungen 7 b ist ein Einsatz 29 dichtend eingeschraubt, der jeweils eine Feder 28 und einen Kolben 26 beherbergt. Die Federn 28 stützen sich jeweils im Inneren der deckelförmigen Einsätze 29 ab und drängen ihren zugeordneten Kolben 26 in Richtung auf den Exzenternocken 3 b. Die Kolben 26 ragen in einen Zwischenraum 25, der den Saugraum der Radialkolbenpumpe darstellt, und beherbergen jeweils einen Innenraum 27, der jeweils über Steuerbohrungen 23 mit dem Saugraum 25 verbunden ist, so daß bei hin- und hergehendem Kolben 26 eine Pumpaktion stattfinden kann. Komprimierte Flüssigkeit wird über Rückschlagventile 22 zum nicht dargestellten Auslaß der Radialkolbenpumpe weitergeführt.

Der Exzenternocken 3 b ist von einer Lagerbuchse 31 umgeben, die eine Rotationslauffläche bildet und mit einer Stahlbuchse 32 zusammenarbeitet, an welcher sich die Köpfe der Kolben 26 abstützen. Wie ersichtlich, liegt die Lagerbuchse 31 innerhalb des Durchmesserbereichs des Lagerzapfens 3 a, und die Stahlbuchse 32 liegt innerhalb des Durchmesserbereichs der Stufenbohrung 7 a. Nachdem die Teile der Radialkolbenpumpe montiert worden sind, kann deshalb die gemeinsame Antriebswelle 3 von der Seite eingesteckt werden, ohne daß ein Gehäusedeckel Verwendung finden müßte. Daraufhin wird der Rotor 16 an der Welle 3 befestigt und damit die Welle 3 axial festgelegt. Der Nockenring 15 wird über Paßstifte am Gehäuse 7 festgemacht, woraufhin das Gehäuse 5 mit den restlichen eingefügten Bauteilen montiert wird.

Anstelle der Buchsen 31, 32 kann auch ein Nadellager verwendet werden.

Wie Fig. 2 zeigt, kann der Exzenternocken auch als getrennter Ring 30 ausgebildet sein, der auf der Welle 3 über Formschlußmittel befestigt wird. Hierzu eignen sich Stift, Paßfeder, Scheibenfeder oder Zahnprofil. Der Exzenternocken 30 kann dabei aus einem Lagerwerkstoff hergestellt sein oder solche Lagerschichten enthalten, an denen Rotationslaufflächen 41, 42 auftreten. Die Stahlbuchse 32 läuft auf der äußeren Rotationslauffläche 42. Ein Scherstift 33 ist achsparallel angeordnet und reicht in eine Bohrung 34 des Wellenzapfens 3 a hinein, der einen relativ großen Durchmesser gegenüber dem Wellenzapfen 3 c hat, so daß eine Schulter 3 e gebildet wird, die breit genug ist, den Exzenterring 30 abzustützen und den Scherstift 33 aufzunehmen. Der Scherstift 33 kann als Rohrstück ausgebildet sein, das über Querbohrungen 35 und 36 mit einer Längsbohrung 37 in der Welle 3 bzw. mit der Außenoberfläche des Exzenterrings 30 verbunden ist. Die Längsbohrung 37 steht mit der Flügelzellenpumpe 1 in Verbindung und führt dessen Lecköl über das Rohrstück und die Kanäle 34, 35, 36 dem Laufring 32 zu Schmierzwecken zu.

Während die Montagevorteile, wie bei Fig. 1 beschrieben, auch für die Ausführungsform nach Fig. 2 zutreffen, wird noch der zusätzliche Vorteil erzielt, daß beim Klemmen der Kolben der Radialkolbenpumpe 2 der Scherstift 33 abgerissen wird und sich daraufhin die Welle 3 ungehindert drehen kann, so daß wenigstens der Antrieb der Flügelzellenpumpe 1 sichergestellt ist. Da der Scherstift 33 im Bereich des ohnehin dickeren Wellenzapfens 3 a verankert ist, wird die Welle 3 durch die Sicherheitsmaßnahme nicht geschwächt.

Die in Fig. 3 dargestellte Radialkolbenpumpe weist ein dreiteiliges Gehäuse 7 auf, welches ein Gehäusehauptteil 70, einen Gehäusedeckel 71 und einen zylindrischen Gehäuseeinsatz 72 umfaßt. Die Ausbildung der Welle 3 entspricht derjenigen nach Fig. 1, und es sind auch die Lagerbuchse 31 und die Stahlbuchse 32 vorgesehen. Der Gehäuseeinsatz 72 umfaßt eine Anzahl sternförmig angeordneter Bohrungen 73, in denen jeweils eine einzelne Radialkolbenpumpe eingesetzt ist, die jeweils einen Kolben 74, einen Ventilsitzkörper 75 und eine gemeinsame Ventilfeder 76 aufweisen, die als Band ausgebildet ist, alle Abströmbohrungen der Ventilsitzkörper 75 abdeckt und als Rückschlagventil für jede einzelne Radialkolbenpumpe wirkt. Die Kolben 74 sind hohlgebohrt und weisen eine Andruckfeder 77 auf. Nahe des inneren Endes sind Zuströmbohrungen 78 vorgesehen, die mit dem Saugraum 79 in Verbindung kommen können, wenn der jeweilige Kolben 74 mit der Zuströmbohrung 78 sich außerhalb der Bohrung 73 bewegt hat. Beim weiteren Verlauf der Umdrehung des Nockens 3 b wird die angesaugte Flüssigkeit komprimiert und gelangt an der Ventilfeder 76 vorbei in einen Druckauslaßkanal 80, der ebenso wie der Saugkanal 81 in dem Gehäusehauptteil 70 untergebracht ist.

Das Gehäusehauptteil 70 weist einen im wesentlichen zylindrischen Innenraum auf, in welchen der Gehäuseeinsatz 72 eingefügt ist, der von dem Deckel 71 bzw. dessen flanschartigem Fortsatz 82 an Ort und Stelle festgehalten wird. Der Deckel 81 ist mittels Schraubbolzen 83 an dem Gehäusehauptteil 70 und dieses wiederum über Schraubbolzen 84 an dem Gehäuse 5 der Flügelzellenpumpe befestigt.

Claims (6)

1. Tandempumpe, bestehend aus einer Flügelzellenpumpe und einer Radialkolbenpumpe mit folgenden Merkmalen:
ein erstes Gehäuse (5) weist einen ersten rotationssymmetrischen Hohlraum (5 a) auf und ist zur Aufnahme der Flügelzellenpumpe (1) vorgesehen;
ein zweites Gehäuse (7) weist einen zweiten rotationssymmetrischen Hohlraum (7 a) auf und besitzt sternförmig angeordnete Räume (7 b) zur Aufnahme der Radialkolbenpumpe (2);
das erste und zweite Gehäuse (5, 7) sind unter Aufnahme der Flügelzellenpumpe (1) und der Rotationskolbenpumpe (7) zusammengebaut;
eine gemeinsame Welle (3) erstreckt sich mit einem ersten Lagerzapfen (3 a), einem Exzenternocken (3 b, 30) und einem zweiten Lagerzapfen (3 c) durch den zweiten rotationssymmetrischen Hohlraum (7 a) und mit einem Befestigungsende (3 d) in den ersten rotationssymmetrischen Hohlraum (5 a) und ist zum gemeinsamen Antrieb der Flügelzellenpumpe (1) und der Radialkolbenpumpe (2) vorgesehen; dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Welle (3) abgestuft abnehmende Durchmesser für den ersten (großen) Lagerzapfen (3 a), den (mittelgroßen) Exzenternocken (3 b, 30), den zweiten (dünneren) Lagerzapfen (3 c) und das Befestigungsende (3 d) für den Rotor (16) der Flügelzellenpumpe aufweist.

2. Tandempumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die gemeinsame Welle (3) und der Exzenternocken (30) gleichachsige, zylindrische Rotationslaufflächen (41, 42) aufweisen und
daß der Exzenter (30) als aufsteckbarer Ring ausgebildet ist und wenigstens zur Seite der Rotationslauffläche (42) eine Lagerwerkstoffschicht enthält und an der Welle (3) durch Formschlußmittel befestigt ist.

3. Tandempumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Formschlußmittel einen achsparallelen Scherstift (33) umfassen, der am ersten, großen Lagerzapfen (3 a) befestigt ist.

4. Tandempumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Scherstift (33) als Rohrstück ausgebildet ist, dessen Inneres einerseits mit einem in der Welle angebrachten Ölkanal (37) und andererseits mit der Oberfläche (42) des Exzenternockens (30) in Verbindung steht.

5. Tandempumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Gehäuse (7) einstückig ist.

6. Tandempumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Gehäuse (7) dreigliedrig ist und einen Gehäusehauptteil (70), einen Gehäusedeckel (71) und einen zylindrischen Gehäuseeinsatz (72) umfaßt, in welchen sternförmig angeordnete Bohrungen (73) zur Aufnahme von einzelnen Radialkolbenpumpen vorgesehen sind, die jeweils einen Kolben (74), einen Ventilsitzkörper (75) und eine gemeinsame Ventilfeder (76) aufweisen.