DE3935293C2

DE3935293C2 - Flügelzellenpumpe mit aufgesetztem Kunststofftank

Info

Publication number: DE3935293C2
Application number: DE19893935293
Authority: DE
Inventors: Heinz Teubler; Gerd Dr Overdiek; Herbert Kampf
Original assignee: LuK Fahrzeug Hydraulik GmbH and Co KG
Current assignee: LuK Fahrzeug Hydraulik GmbH and Co KG
Priority date: 1988-10-26
Filing date: 1989-10-24
Publication date: 1993-10-14
Anticipated expiration: 2009-10-25
Also published as: DE3935293A1; DE3943707C2

Description

Es sind bereits Flügelzellenpumpen mit aufgesetztem metallischem Tank bekannt (DE-AS 11 04 344, EP-B-88 811), die auf die Oberseite des Pumpengehäuses unter Zwischenfügung einer Dichtung aufgeschraubt sind. Der metallische Tank hat genügend Festigkeit, die Erschütterungen des Betriebes einer Flügelzellenpumpe als Lenkhilfpumpe auszuhalten. Im Automobilbau besteht jedoch der Wunsch nach Gewichtsreduzierung, Kostenreduzierung und Geräuschreduzierung, so daß die Herstellung des aufgesetzten Tanks aus Kunststoff attraktiv wäre. Die Verwendung eines Kunststofftanks auf dem metallischen Pumpengehäuse scheiterte jedoch bisher daran, daß der Kunststoff im Bereich der Schraubbolzen, mit denen er am Pumpengehäuse befestigt wird, infolge der dort herrschenden Spannungen zum Fließen neigt. Die mit den Schrauben erzeugte Vorspannung geht dabei verloren, so daß der sichere Halt des Kunststofftanks am Pumpengehäuse gefährdet ist.

In der DE-GM 72 42 510 ist eine Druckmittelpumpe mit Deckel vorgeschlagen worden, bei der der Verschlußdeckel mittels einer Zentralschraube, die durch eine Buchse greift, an dem Gehäuse der Druckmittelpumpe befestigbar ist. Es ist jedoch nachteilig, daß mit der dort beschriebenen Anordnung bestenfalls eine gute Abdichtung zwischen Deckel und Gehäuse unter Zwischenschaltung einer Dichtung erreicht wird, jedoch keinesfalls ein unerwünschtes Fließen des Kunststoffdeckels verhindert werden kann.

Weiterhin ist in Bauelemente der Feinmechanik, Verlag Technik Berlin, 6. Auflage 1954 auf der Seite 59 und der Seite 137 die Einbettung von Buchsen in Preßstoff beschrieben. Bei den dort gezeigten Anordnungen, wird jedoch lediglich auf die Anordnung bzw. Befestigung der Buchsen in dem Preßstoff eingegangen, während eine Ausnutzung der Buchsen zur fließfreien Befestigung eines Kunststoffteils weder erwähnt noch mit den gezeigten Anordnungen möglicht ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine sichere Befestigung eines Kunststofftanks an einem Pumpengehäuse zu schaffen.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Tank einen Kunststoffhohlkörper mit Seitenwänden und einer Bodenwand sowie mindestens metallischen Bodeneinsatz enthält, daß die Wandstärke des metallischen Bodeneinsatzes um etwa 0,1 bis 0,2 mm geringer als die Wandstärke der Kunststoff-Bodenwand ist und daß der metallische Bodeneinsatz unter Einbezug der angrenzenden Randbereiche der Kunststoff-Bodenwand von wenigstens einer Druckplatte überdeckt ist, die unter Vorspannung mit dem Pumpengehäuse verbunden ist.

Infolge des metallischen Bodeneinsatzes kann die ansonsten aus Kunststoff bestehende Bodenwand des Tanks nur mit einer dosierten Vorspannung eingespannt werden, so daß die Neigung des Kunststoffs, unter Spannung zu fließen, von vornherein herabgesetzt wird. Indem ein relativ großer Bereich der Kunststoff-Bodenwand unter dosierte Vorspannung versetzt werden kann, kann eine angepaßt große Haltekraft zwischen Kunststofftank und Pumpengehäuse entwickelt werden. Dies ist deshalb möglich, weil man die Druckplatte, welche die Kunststoff-Bodenwand bis zum Anschlag an den metallischen Einsatz zusammendrückt, entsprechend groß wählen kann.

Der metallische Bodeneinsatz ist vorzugsweise ringscheibenförmig ausgebildet und am Umfang mit Verankerungseinrichtungen versehen. Diese Verankerungseinrichtungen können so gestaltet sein, daß ein nachträglicher Einsatz des metallischen Bodeneinsatzes in die Kunststoff-Bodenwand des Tanks vorgenommen wird, es ist aber auch möglich, den Kunststofftank als Spritzgußteil herzustellen und dabei den metallischen Bodeneinsatz zu umgießen.

In der Gestaltung der zwischen Pumpengehäuse und Tank einzufügenden Dichtung ist man relativ frei. Man kann eine vorgefertigte Flachdichtung verwenden, es ist aber auch möglich, eine solche anzuspritzen oder aufzuwalzen. Wenn Ringdichtungen verwendet werden, so ist es möglich, diese mit einem Ringflansch, der am Boden des Tanks angebracht ist, unter Spannung zu halten, oder in einer Ringnut an diesem Ringflansch aufzunehmen.

Nähere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt

Fig. 1 einen axialen Längsschnitt durch einen Kunststofftank und die angrenzende Oberseite des Pumpengehäuses,

Fig. 2 bis 5 eine mögliche Einzelheit aus Fig. 1, nämlich einen metallischen Bodeneinsatz,

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 1,

Fig. 7 eine alternative Ausführungsform der Befestigungszone des Tanks mit dem Pumpengehäuse,

Fig. 8 bis 10 Varianten der Abdichtung zwischen Tank und Pumpengehäuse.

Fig. 1 zeigt, wie ein Kunststofftank 1 an der Oberseite eines Pumpengehäuses 2 befestigt ist. Der Tank 1 enthält einen behälterartigen Kunststoffhohlkörper, einen Kunststoffdeckel 3 und eine Entlüftungs-Schraubkappe 4. Innerhalb des Tanks 1 ist ein Filter 5 untergebracht, das mittels einer Schraubenfeder 6 und einem Federteller 7 gegen einen Absatz 10 an den Seitenwänden 11 des Tanks gehalten wird. Am Deckel 3 kann ein Ölstandsanzeiger 8 angebracht sein. Zwischen den oberen wulstartigen Rand des Tanks 1 und den Deckel 3 ist eine Dichtung 9 gefügt. Der Kunststoffhohlkörper 2 weist eine Bodenwand 12 auf, die einen Ringflansch 13 besitzt, dessen Innenseite hohlkegelförmig geformt ist.

In der Bodenwand 12 sind mehrere, z. B. drei, buchsenförmige metallische Bodeneinsätze 14 vorgesehen, die fest in der Bodenwand 12 verankert sind. Mögliche Verankerungsmittel 15, 16, 17, 18 sind in den Fig. 2 bis 5 skizziert. Bei den Verankerungsmitteln 15 in Fig. 2 handelt es sich um feine Verzahnungen, Rändelungen oder Bordelungen. Im Fall der Fig. 3 ist eine umlaufende Nut 16 als Verankerungsmittel vorgesehen. Fig. 4 zeigt eine mittlere, umlaufende Rippe 17 und Fig. 5 eine randständige, umlaufende Rippe 18. Weitere Ausführungsformen sind denkbar, ohne daß sie im einzelnen beschrieben werden müßten.

Zur Verankerung des metallischen Bodeneinsatzes 14 im Boden 12 ist es möglich, den Bodeneinsatz 14 bei entsprechender Gestaltung in ein engeres, vorgebohrtes Loch im Boden 12 einzupressen. Bevorzugt wird jedoch die integrierte Herstellung von Kunststoff-Bodenwand 12 und metallischem Bodeneinsatz 14 durch Umgießen des metallischen Bodeneinsatzes 14 bei der Herstellung des Kunststoff-Hohlkörpers 2.

Die Bodenwand 12 weist einen Befestigungsbereich 19 auf, an welchem die Wandstärke um etwa 0,1 bis 0,2 mm größer ist als die in axialer Richtung gemessene Wandstärke des metallischen Bodeneinsatzes 14. Dieser Befestigungsbereich 19 wird wenigstens teilweise durch eine oder mehrere Druckplatten 20 überdeckt, und zwar sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 6 drei Ringscheiben und in Fig. 7 eine gemeinsame, mit Aussparungen versehene Druckplatte 20 vorgesehen. Die Druckplatten oder Ringscheiben 20 decken den Rand des Befestigungsbereichs 19 benachbart den buchsenartigen Einsätzen 14 um ein gewisses Maß ab, um einen genügend großen Vorspannungsbereich in dieser Randzone des Befestigungsbereichs 19 um die Einsätze 14 herum zu schaffen. Die nötige Vorspannung in diesen Zonen wird durch Anziehen von Schrauben 21 geschaffen, die in entsprechende Schraubbohrungen 22 des Pumpengehäuses eingreifen und um das Maß des Überstands des Befestigungsbereichs 19 gegenüber den Einsätzen 14 angezogen werden. Die Einsätze 14 sind genügend fest, um ein weiteres Eindrehen der Schrauben 21 zu verhindern, so daß die erwähnten Randzonen des Befestigungsbereichs 19 nur um 0,1 bis 0,2 mm zusammengepreßt werden können. Eine Überbeanspruchung des Kunststoffs, welche die Fließneigung des Kunststoffs erhöhen würde, wird so vermieden.

Der Befestigungsbereich 19 weist eine Aussparung oder Durchbrechung 23 auf, wie am besten aus Fig. 6 ersichtlich. Diese Durchbrechung setzt sich in einem entsprechenden Ansaugkanal 24 fort, was schematisch in Fig. 7 angedeutet ist. Um diesen Durchgang 23, 24 abzudichten, ist eine Ringdichtung 25 (Fig. 1, 7, 8, 9) oder eine Flachdichtung 30 (Fig. 10) vorgesehen. Die Ringdichtung 25 kann in einer Nut 26 auf der Oberseite des Pumpengehäuses 2 eingelegt sein, wie es Fig. 1 und 7 zeigen; es ist aber auch möglich, die Ringdichtung 25 in eine Nut 27 in einem Randflansch 28 (Fig. 8) oder 29 (Fig. 9) unterzubringen. Der Flansch 28 umgreift die Oberseite des Pumpengehäuses 2, während der Flansch 29 gewissermaßen eine Innenauskleidung des Durchgangs 23, 24 darstellt. Bei der Flachdichtung 30 (Fig. 10) kann es sich um eine aufgelegte Dichtung handeln; es ist aber auch möglich, die Dichtung anzuspritzen oder aufzuwalzen.

Fig. 6 zeigt einen stutzenförmigen Rücklaufanschluß 35, der ins Tankinnere führt und so gestaltet ist, daß ein Schlauch aufgesteckt und mit einer Schelle befestigt werden kann.

Der neue Tank 1 besteht hauptsächlich aus Kunststoff, so daß seine Herstellung kostengünstig ist. Es wird an Gewicht gespart, und im Betrieb neigt der Tank weniger zum Abstrahlen von Geräusch. Das Problem der Befestigung an dem metallischen Pumpengehäuse 2 wird dadurch gelöst, daß ein Kunststoffrandbereich über Verankerungsmittel mit einem metallischen Einsatz verbunden ist und gleichzeitig über eine Druckplatte unter eine gewisse Vorspannung versetzt wird. Die Größe der Vorspannung wird durch die Dickendifferenz zwischen Kunststoffbefestigungsbereich und metallischem Einsatz bestimmt und so vorgewählt, daß das Fließen des Kunststoffs vermieden wird.

Claims

1. Flügelzellenpumpe, insbesondere zur Lenkhilfe, mit einem Pumpengehäuse (2) und mit einem aufgesetzten Tank (1), gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
der Tank (1) enthält einen Kunststoffhohlkörper mit Seitenwänden (11) und einer Bodenwand (12) sowie mindestens einen metallischen Bodeneinsatz (14);
die Wandstärke des metallischen Bodeneinsatzes (14) ist um etwa 0,1 bis 0,2 mm geringer als die Wandstärke der Kunststoff-Bodenwand (12) in der Nachbarschaft dieses Bodeneinsatzes;
der metallische Bodeneinsatz (14) ist unter Einbezug der angrenzenden Randbereiche (19) der Kunststoff-Bodenwand (12) von wenigstens einer Druckplatte (20) überdeckt, die unter Vorspannung mit dem Pumpengehäuse (2) verbunden ist.

2. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Schraubbolzen (21) zur Vorspannungsverbindung der jeweiligen Druckplatte (20) mit dem Pumpengehäuse (2) vorgesehen sind.

3. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere scheibenartige Druckplatten (20), je eine pro Schraubbolzen (21), vorgesehen sind.

4. Flügelzellenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Bodeneinsatz (14) buchsenförmig ausgebildet ist.

5. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang des buchsenförmigen Bodeneinsatzes mit Verankerungseinrichtungen (15, 16, 17, 18) versehen ist.

6. Flügelzellenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Tank (1) und Pumpengehäuse (2) Dichtmittel (25; 30) eingesetzt sind.

7. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmittel eine Ringdichtung (25) umfassen, die in einer Nut (26; 27) des Pumpengehäuses (2) oder des Tanks (1) eingelegt ist.

8. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Tank (1) einen Ringflansch (13) zum Zusammenpressen der Ringdichtung (25) aufweist.

9. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Tank (1) einen Ringflansch (28, 29) mit Nut (27) zur Aufnahme der Ringdichtung (25) aufweist.

10. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmittel aus einer Flachdichtung (30) bestehen.

11. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachdichtung (30) auf der Oberseite des Pumpengehäuses (2) aufgespritzt oder aufgewalzt ist.