DE4112868C2

DE4112868C2 - Positive displacement pump

Info

Publication number: DE4112868C2
Application number: DE19914112868
Authority: DE
Inventors: Johann Merz
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1991-04-19
Filing date: 1991-04-19
Publication date: 1999-02-25
Anticipated expiration: 2011-04-20
Also published as: DE4112868A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Verdrängerpumpe, in deren Gehäuse ein Stromregelventil angeordnet ist, welches den Förderstrom in einen geregelten Nutzstrom und einen Abregelstrom aufteilt. Das Stromregelventil hat einen verschiebbaren Kolben mit einem in den Kolben eingebauten Druckbegrenzungsventil (DBV). Das DBV besteht aus einem federbelasteten in einer Bohrung des Kolbens untergebrachten Ventilkegel, der gegen einen Sitz abdichtet.The invention relates to a positive displacement pump, in the A flow control valve housing is arranged, which Flow into a regulated useful flow and one Breakdown current divides. The flow control valve has one sliding piston with a built in the piston Pressure relief valve (DBV). The DBV consists of one spring loaded in a bore of the piston housed valve cone, against a seat seals.

Eine in der Flügelzellenbauart ausgeführte Pumpe mit einem in den Stromregelkolben eingesetzten Sitzventil ist bereits aus der EP 01 69 916 A1 bekannt. Der Stromregelkolben hat die Aufgabe, einem Verbraucher einen Förderstrom zuzuleiten, der ab einer vorgegebenen Drehzahl entweder nicht mehr weiter ansteigt oder über der Drehzahl abfällt. Man regelt also einen Teilstrom zur Einlaßseite der Pumpe ab. Das DBV hat die Aufgabe, bei Überschreiten des zulässigen Höchstdruckes eine Verbindung von einem Druckraum zur Einlaßseite herzustellen, wobei sich der Stromregelkolben in eine Abregelstellung bewegt. Das DBV hat daher die Wirkung eines Vorsteuerventils. Verwendet man eine derartige Pumpe zur Ölversorgung, beispielsweise einer Hilfskraftlenkung, so kann unter erschwerten Betriebsbedingungen der Förderdruck stark ansteigen, so daß das DBV anspricht. Erschwerte Betriebsbedingungen liegen z. B. dann vor, wenn man die Räder nach einem Kaltstart bei noch zähflüssigem Öl in eine Endstellung des Lenkausschlages bewegt, wobei das Lenkventil den Förderstrom nahezu absperrt. Dabei wird im Bereich des Sitzventils die hohe Druckenergie in Wärme umgesetzt, was zur Überhitzung des Stromregelkolbens und zum Ausfall des Stromregelventils führen kann. In der eingangs genannten EP 01 69 916 A1 wird deshalb vorgeschlagen, parallel zum DBV einen Umgehungsweg in Form einer Laminardrossel vorzusehen. Diese Laminardrossel soll bei normaler Öltemperatur einen großen und bei hoher Öltemperatur einen geringen Durchflußwiderstand haben. Auf diese Weise will man bei überhitztem Öl einen zusätzlichen Leckölstrom zum Pumpeneinlaß schaffen. Damit man mit einer derartigen Maßnahme im Überhitzungsfall einen ausreichend großen Leckölstrom erhält, muß die Laminardrossel einen großen Durchflußquerschnitt aufweisen. Dies bedeutet aber, daß bereits bei Normalbetrieb eine mehr oder weniger große Leckölströmung vorhanden ist. Die Anwendung einer Laminardrossel in der angedeuteten Form erfordert außerdem einen verhältnismäßig hohen Fertigungsaufwand.A pump with the vane type a seat valve inserted in the flow control piston already known from EP 01 69 916 A1. The flow control piston has the task of supplying a consumer with a flow to be supplied either from a predetermined speed no longer rises or drops above speed. So you regulate a partial flow to the inlet side of the pump from. The DBV has the task of exceeding the permissible maximum pressure a connection of one To produce pressure space to the inlet side, the Flow control piston moved to a cut-off position. The DBV therefore has the effect of a pilot valve. One uses such a pump for oil supply, for example one Power steering, so under difficult Operating conditions of the delivery pressure rise sharply so that the DBV appeals. Difficult operating conditions e.g. B. before when the wheels after a cold start in the case of viscous oil in an end position of the Steering deflection moves, the steering valve the Flow almost shut off. It is in the area of Seat valve the high pressure energy converted into heat what for overheating the flow control piston and for failure of the Flow control valve can lead. In the above EP 01 69 916 A1 is therefore proposed in parallel to the DBV to provide a bypass in the form of a laminar throttle. This laminar throttle is said to have a normal oil temperature large and low at high oil temperature Have flow resistance. This way you want to overheated oil an additional leak oil flow to the Create pump inlet. So that one with such Measure in the event of overheating a sufficiently large one Receives leakage oil flow, the laminar throttle must have a large Have flow cross-section. But this means that a more or less large one even during normal operation Leakage oil flow is present. The application of a Laminar throttle in the suggested form also requires a relatively high production cost.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das DBV mit geringstem Bauaufwand so umzugestalten, daß sich der Stromregelkolben bei Ansprechen des DBV nicht mehr so stark erhitzt.The invention is therefore based on the object To remodel DBV with the least construction effort so that the flow control piston no longer works when the DBV responds strongly heated.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 bis 4 gelöst. Nach der Erfindung schließt an den Ventilkegel des Sitzventils ein Bund an, der so bemessen ist, daß mit der zugehörigen Bohrung eine Drossel entsteht und eine dem Ventilkegel zugewandte Stirnseite des Bundes als Staufläche dient. Nach Anspruch 2 sieht man vorzugsweise eine schmale ringförmige Drossel vor. Man erreicht dadurch, daß sich nach Öffnen des Ventilkegels an der Staufläche ein Staudruck aufbaut und der Ventilkegel bei einem niedrigeren Druck als dem Ansprechdruck (Öffnungsdruck) schließt. Dieses verzögerte Schließverhalten hat den Vorteil einer geringeren Leistungsaufnahme in der Offenstellung des DBV, woraus sich eine geringere thermische Belastung ergibt. Die Ringblende kann mit oder ohne Viskositätsabhängigkeit ausgeführt sein. This object is achieved through the features of the claims 1 to 4 solved. According to the invention, the Valve cone of the seat valve on a collar, which is dimensioned in this way is that a throttle is created with the associated bore and an end face of the collar facing the valve cone serves as a storage area. According to claim 2 you can see preferably a narrow annular throttle. Man achieved in that after opening the valve cone the stowage area builds up a back pressure and the valve cone at a pressure lower than the set pressure (Opening pressure) closes. This delayed Closing behavior has the advantage of a lower one Power consumption in the open position of the DBV, which results results in a lower thermal load. The ring aperture can be designed with or without viscosity dependency.

In viskositätsabhängiger Ausführung läßt sich bei noch kaltem Öl die beste Wirkung erzielen.In a viscosity-dependent version, at cold oil to achieve the best effect.

Nach einer Ausführung gemäß Anspruch 3 kam der Bund des Ventilkegels auch dichtend in der Bohrung geführt sein und mindestens eine als Drossel wirkende Axialnut aufweisen.After an execution according to claim 3, the federal government came of the valve cone can also be sealingly guided in the bore and at least one axial groove acting as a throttle exhibit.

Schließlich kann man auch zwischen die auf das Ventilglied drückende Feder und den Bund eine Scheibe einspannen, die mit der Bohrung eine ringförmige Drossel bildet. Alle Ausführungen lassen sich mit geringstem Aufwand anwenden oder auch noch nachträglich vorsehen.After all, you can also choose between those on the Valve member pressing spring and the collar of a disc clamp the ring-shaped throttle with the bore forms. All designs can be done with the least Apply effort or plan to do it later.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert.The invention is based on the drawing explained.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Flügelzellenpumpe mit einem Stromregelventil in Ansicht, Fig. 1 shows a longitudinal section through a vane pump with a flow control valve in view,

Fig. 2 eine Vergrößerung des Stromregelventils nach Fig. 1 im Schnitt und Fig. 2 is an enlargement of the flow control valve of FIG. 1 in section and

Fig. 3 und 4 weitere Ausführungsformen im Teilschnitt. FIGS. 3 and 4, further embodiments in partial section.

Die Flügelzellenpumpe nach Fig. 1 entspricht in ihrem grundsätzlichen Aufbau einer bekannten doppelhubigen Bauart, so daß sich die Beschreibung auf die wesentlichen Teile beschränkt. Die Pumpe trägt auf einer Antriebswelle 1 einen Rotor 2, in welchem radial gleitende Flügel 3 geführt sind. Die Flügel 3 liegen mit ihrer schmalen Außenfläche in einem Kurvenring 4 dichtend an. Der Rotor 2 liegt zwischen einer vorderen Stirnplatte 5 und einer hinteren Druckplatte 6. Hinter der Druckplatte 6 befindet sich ein Druckraum 7, der über Drucköffnungen 8 und 10 mit den zwischen dem Rotor 2, dem Kurvenring 4 und den Flügeln 3 gebildeten druckführenden Förderräumen in Verbindung steht. Das Drucköl fließt den saugseitigen Förderräumen von einem nicht gezeichneten Tank über eine Zulaufbohrung 12, einen Überströmkanal 13 und zwei Ringkammern 11 zu. In der Druckplatte 6 befinden sich teilringförmige Kanäle 14, die in bekannter Weise mit unter Flügelräumen 15 verbunden sind und zum Andrücken der Flügel 3 dienen.The vane pump of FIG. 1 corresponds in its basic structure of a known double-stroke type, so that the description is limited to the essential parts. The pump carries a rotor 2 on a drive shaft 1 , in which radially sliding vanes 3 are guided. The wings 3 lie with their narrow outer surface in a sealing ring 4 in a sealing manner. The rotor 2 lies between a front end plate 5 and a rear pressure plate 6 . Behind the pressure plate 6 there is a pressure chamber 7 which is connected via pressure openings 8 and 10 to the pressure-carrying delivery spaces formed between the rotor 2 , the cam ring 4 and the vanes 3 . The pressure oil flows to the suction-side delivery chambers from a tank, not shown, via an inlet bore 12 , an overflow channel 13 and two annular chambers 11 . In the pressure plate 6 there are partially annular channels 14 , which are connected in a known manner with under wing spaces 15 and serve to press the wings 3 .

In einer an den Druckraum 7 anschließenden Gehäusebohrung 16 befindet sich ein durch eine Feder 17 belasteter Stromregelkolben 18. Dieser weist einen vorderen Steuerbund 20 auf, hinter welchem sich der Überströmkanal 13 befindet. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, enthält der Stromregelkolben 20 ein Druckbegrenzungsventil (DBV) 21, das aus einem durch eine Feder 22 belasteten Ventilkegel 23 und einem Sitz 24 besteht. Eine Staufläche A1 des Ventilkegels 23 unterliegt dem Druck in einer Kammer 25. Diese Kammer 25 steht über eine Drossel 26 mit einem, z. B. an eine Hilfskraftlenkung angeschlossenen Auslaß 27 in Verbindung. Der Auslaß 27 hat außerdem noch über eine Drossel 28 und eine Bohrung 30 mit dem Druckraum 7 für den Nutzstrom Verbindung. Die beiden Drosseln 26 und 28 dienen zum Erzeugen einer Druckdifferenz, die die Stellung des Stromregelkolbens 18 in bezug auf seinen Steuerbund 20 beeinflußt.A current control piston 18 loaded by a spring 17 is located in a housing bore 16 adjoining the pressure chamber 7 . This has a front control collar 20 , behind which the overflow channel 13 is located. As can be seen from FIG. 2, the flow control piston 20 contains a pressure limiting valve (DBV) 21 , which consists of a valve cone 23 loaded by a spring 22 and a seat 24 . A storage area A1 of the valve cone 23 is subject to the pressure in a chamber 25 . This chamber 25 is a throttle 26 with a, for. B. connected to an auxiliary power steering outlet 27 in connection. The outlet 27 also has a throttle 28 and a bore 30 with the pressure chamber 7 for the useful flow connection. The two throttles 26 and 28 are used to generate a pressure difference which influences the position of the flow control piston 18 with respect to its control collar 20 .

Lenkt man nach einem Kaltstart des Motors gleichzeitig in eine der beiden Endlagen, so steigt der Druck in der Pumpe steil auf seinen Höchstwert an. Dieser hohe Druck wirkt vom Druckraum 7 über die Bohrung 30, den Auslaß 27 und die Drossel 26 in der Kammer 25, so daß das DBV 21 anspricht, d. h., der Ventilkegel 23 wird von seinem Sitz 24 abgehoben. Eine verhältnismäßig kleine Ölmenge kann über eine Bohrung 31 im Stromregelkolben 18 zum Einlaßkanal 13 abströmen. Die sich daraus ergebende Druckentlastung in der Kammer 25 bewirkt ein Verschieben des Stromregelkolbens 18 gegen die Kraft der Feder 17 nach rechts. Der Steuerbund 20 gibt den Überströmkanal 13 frei, so daß die Hauptmenge des umgewälzten Drucköls in die Ringkammern 11 abströmen kann. Aus den Ringkammern 11 wird das Drucköl erneut angesaugt, d. h., das Drucköl wird innerhalb der Pumpe umgewälzt.If you simultaneously steer into one of the two end positions after a cold start of the engine, the pressure in the pump rises steeply to its maximum value. This high pressure acts from the pressure chamber 7 via the bore 30 , the outlet 27 and the throttle 26 in the chamber 25 , so that the DBV 21 responds, ie the valve cone 23 is lifted from its seat 24 . A relatively small amount of oil can flow out through a bore 31 in the flow control piston 18 to the inlet channel 13 . The resulting pressure relief in the chamber 25 causes the flow control piston 18 to be displaced to the right against the force of the spring 17 . The control collar 20 releases the overflow channel 13 , so that the majority of the circulated pressure oil can flow out into the annular chambers 11 . The pressure oil is sucked in again from the annular chambers 11 , ie the pressure oil is circulated within the pump.

Um eine zu hohe Temperaturbelastung im Bereich des DBV 21 nach dessen Öffnen zu vermeiden, sieht man folgende Einrichtung vor:In order to avoid too high a temperature load in the area of the DBV 21 after opening it, the following device is provided:

Neben der verhältnismäßig kleinen Staufläche A1 unmittelbar am Ventilkegel 23, die zusammen mit der Kraft der Feder 22 für das Ansprechen des DBV 21 bei Erreichen des Höchstdruckes (Öffnungsdruck) maßgebend ist, sieht man nach der Erfindung an einem Bund 32 eine weitere größere Staufläche A2 vor. Der Bund 32 bildet mit einer Bohrung 33 des Stromregelkolbens 18 eine Drossel 34. Durch die Staufläche A2 erreicht man, daß der Ventilkegel 23 erst bei einem niedrigeren Druck als dem Öffnungsdruck schließt. Der Ventilkegel 23 läßt sich daher mit einem niedrigeren Druck so lange offen halten, bis die Kraft der Feder 22 die Kraft des Druckes auf die Fläche A2 übersteigt. Die Leistungsaufnahme der Pumpe läßt sich daher beim Ansprechen des DBV 21 absenken, womit sich auch die thermische Belastung des Stromregelkolbens 18 verringert. Auf diese Weise läßt sich ein Klemmen des Stromregelkolbens 18 infolge von Überhitzung vermeiden.In addition to the relatively small stowage area A1 directly on the valve plug 23 , which together with the force of the spring 22 is decisive for the response of the DBV 21 when the maximum pressure (opening pressure) is reached, a further larger stowage area A2 is provided according to the invention on a collar 32 . The collar 32 forms a throttle 34 with a bore 33 of the flow control piston 18 . The storage area A2 means that the valve cone 23 closes only at a lower pressure than the opening pressure. The valve cone 23 can therefore be kept open at a lower pressure until the force of the spring 22 exceeds the force of the pressure on the surface A2. The power consumption of the pump can therefore be reduced when the DBV 21 responds, which also reduces the thermal load on the flow control piston 18 . In this way, jamming of the flow control piston 18 due to overheating can be avoided.

Die Ausführung nach Fig. 3 hat einen in der Bohrung 33 dichtend geführten Bund 32, in den mindestens eine Axialnut 35 eingearbeitet ist, die als Drossel wirkt. The embodiment of FIG. 3 has a sealingly guided in the bore 33 collar 32 is incorporated in the at least one axial groove 35, which acts as a throttle.

In Fig. 4 ist zwischen die Feder 22 und den Bund 32 eine Scheibe 36 eingespannt, die mit der Bohrung 33 eine ringförmige Drossel 37 bildet.In Fig. 4, a disc 36 is clamped between the spring 22 and the collar 32 , which forms an annular throttle 37 with the bore 33 .

Reference list

11

Antriebswelle
drive shaft

22nd

Rotor
rotor

33rd

Flügel
wing

44th

Kurvenring
Curve ring

55

Stirnplatte
Faceplate

66

Druckplatte
printing plate

77

Druckraum
Pressure room

88th

Drucköffnung
Pressure opening

99

-
-

1010th

Drucköffnung
Pressure opening

1111

Ringkammern
Annular chambers

1212th

Zulaufbohrung
Inlet bore

1313

Einlaßkanal
Inlet duct

1414

teilringförmige Kanäle
partially annular channels

1515

Unterflügelräume
Lower wing rooms

1616

Gehäusebohrung
Housing bore

1717th

Feder
feather

1818th

Stromregelkolben
Flow control piston

1919th

-
-

2020th

Steuerbund
Tax union

2121

Druckbegrenzungsventil (DBV)
Pressure relief valve (DBV)

2222

Feder
feather

2323

Ventilkegel
Valve cone

2424th

Sitz
Seat

2525th

Kammer
chamber

2626

Drossel
throttle

2727

Auslaß
Outlet

2828

Drossel
throttle

2929

-
-

3030th

Bohrung
drilling

3131

kl. Bohrung in small Drilling in

1818th

3232

Bund
Federation

3333

Bohrung
drilling

3434

Ringdrossel
Ring throttle

3535

Axialnut
Axial groove

3636

Scheibe
disc

3737

Drossel
A1kleine Staufläche
A2große Staufläche
throttle
A1 small storage area
A2 large storage area

Claims

1. Displacement pump with the following features:

1. A flow control valve ( 16 , 18 ) is arranged in a housing and divides the flow into a regulated useful flow and a cut-off flow;
2. in a piston ( 16 ) of the flow control valve sits a pressure relief valve ( 21 );
3. the pressure relief valve ( 21 ) consists of a valve cone ( 23 ) which is loaded by a spring ( 22 ) and accommodated in a bore ( 33 ) and which seals against a seat ( 24 ),

characterized in that a collar (32) adjoins the valve cone (23) which is dimensioned so that, with the bore (33) a throttle (34) is formed and the valve cone (23) facing the end face of the collar (32) Storage area (A2) is used.

2. Displacement pump according to claim 1, characterized in that the throttle ( 34 ) is annular.

3. Displacement pump according to claim 1, characterized in that the collar ( 32 ) of the valve cone ( 23 ) in the bore ( 33 ) is sealingly guided and has at least one axial groove ( 35 ) which acts as a throttle.

4. Displacement pump according to claim 1, characterized in that between the spring ( 22 ) and the collar ( 32 ) a disc ( 36 ) is clamped, which forms an annular throttle ( 37 ) with the bore ( 33 ).