DE4237483C2 - Hochdruckpumpe, insbesondere für Hilfskraftlenkungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe, insbesondere für Hilfskraftlenkungen, nach dem Oberbegriff des ersten An­ spruchs.

Eine solche Pumpe hat einen durch eine Antriebswelle an­ treibbaren Rotor mit radialen Schlitzen, in welchen an dem Kurvenring dichtend entlanggleitende Arbeitsschieber einge­ setzt sind. Eine Steuerplatte weist eine einer Druckkammer zu­ gewandte Stirnseite auf und stützt sich am Kurvenring ab. Gleichachsig zur Antriebswelle ist ein vom Druck in der Druck­ kammer beaufschlagtes Stromregelventil eingebaut. Das Stromre­ gelventil kann eine Verbindung von der Druckkammer zu einem Abspritzkanal herstellen. Der Abspritzkanal steht über einen Längskanal mit der Saugseite der Pumpe in Verbindung. In den Abspritzkanal mündet ein mit dem Tank verbundener Zulaufkanal. Der Abspritzkanal ist durch einen Stopfen verschlossen. Außer­ dem verbindet ein teilkreisförmiger Umlenkabschnitt den Ab­ spritzkanal mit dem Längskanal.

In einer Flügelzellenpumpe dieser Bauart (EP 0 125 328 B1) sind von einem Ölvorratsraum Zulaufkanäle vorgesehen, die in Abspritzkanäle münden. Die Abspritzkanäle schließen etwa rechtwinklig an parallel zur Antriebswelle verlaufende Längs­ kanäle an. Die Längskanäle führen in die Arbeitsräume. Die Ab­ spritzkanäle lassen sich durch den Kolben eines Stromregelven­ tils an einen Druckraum der Pumpe anschließen, wobei ein mehr oder weniger harter Abspritzstrahl entsteht. Der Übergangsbe­ reich der Abspritz- und der Längskanäle wird zur Verringerung der Umlenkverluste durch Stopfen mit bogenförmigen Umlenkkanä­ len gebildet, wobei die Stopfen so lang sind, daß diese mit verlängerten Bohrungsabschnitten die Abspritzkanäle ausklei­ den. Die Stopfen sind aus einem verschleißresistenten Material hergestellt, so daß sich Kavitations-Erosion infolge des mit hoher Geschwindigkeit auf die Auskleidung auftreffenden Abspritzstrahls vermeiden läßt.

Weiterhin ist bekannt (DE 30 18 650 A1; Fig. 4), den Stopfen derartiger Flügelzellenpumpen mit einer vom Abspritz­ kanal zum Längskanal gerichteten Schrägfläche zu versehen, die dem Strömungsverlauf angepaßt ist. Eine solche Maßnahme ergibt im unteren Drehzahlbereich eine verbesserte Aufladung, da das aus dem Zulaufkanal einströmende Öl von dem Abspritzstrahl bei geringerem Strömungswiderstand stärker mitgerissen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Ausklei­ dung der beiden Abspritzbohrungen und der zugehörigen Umlenk­ bereiche weiterzuentwickeln.

Diese Aufgabe ist durch die im Anspruch 1 gekennzeich­ neten Merkmale gelöst. Die Unteransprüche enthalten vorteil­ hafte Weiterbildungen. Nach der Erfindung ist der Abspritz­ kanal mit einem rohrförmigen Blecheinsatz mit einem an den Längskanal anschließenden Umlenkbogen ausgekleidet, wobei sich der Umlenkbogen im Stopfen abstützt. Durch die Erfindung prallt der am Stromregelventil abgeregelte Abspritzstrahl, der, je nach Stellung des Kolbens, einen anderen Auftreffpunkt im Abspritzkanal hat, immer auf eine durch den Blecheinsatz ausgekleidete Stelle. Da der verwendete Federstahl eine hohe Festigkeit hat, lassen sich Schäden durch Kavitations-Erosion vermeiden, wie diese in Bohrungen oder eingegossenen Kanälen von Druckgußgehäusen auftreten können. Der Blecheinsatz ist vorteilhaft aus einer gestanzten, ebenen Platte mit einer im Bereich des Zulaufkanals angebrachten Aussparung durch Tief­ ziehen krümmerartig geformt, so daß nach der Umformung eine Trennfuge entsteht. Der Blecheinsatz hat daher ein geringes Gewicht und läßt sich preiswert her­ stellen. In den Stopfen kann eine rechtwinklige Nut für die Aufnahme des Umlenkbogens eingearbeitet sein, wobei sich das pumpenseitige Ende des Bogens an einer Kante des Stopfens abstützt. Außerdem ist es vorteilhaft, den Blecheinsatz mit Vorspannung in den Abspritzkanal einzusetzen. Dadurch kann dieser die Wärmedehnung des Gußgehäuses zuverlässig aus­ gleichen, ohne seinen Sitz zu lockern.

In einer anderen Ausführungsform stützt sich der Umlenk­ bogen an einer in Richtung auf den Längskanal abfallenden Schrägfläche des Stopfens ab.

In einer weiteren Ausführung hat der Stopfen eine dem Umlenkbogen angepaßte, im Querschnitt etwa halbkreisförmige Nut.

Zweckmäßig weist eine Bohrung für den Stopfen eine solche Länge auf, daß auf der Innenseite des Umlenkbogens ein Rücksprung entsteht. Durch diese Maßnahme läßt sich eine für die Montage des Blecheinsatzes hinderliche Kante ver­ meiden.

Ein Hohlraum unterhalb des Blecheinsatzes ist vorteil­ haft mit Kunststoff ausgefüllt. Durch diese Maßnahme lassen sich Schwingungen des Umlenkbogens und damit Geräusche ver­ meiden.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nach­ folgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Flügelzellen­ pumpe mit einem Stromregelventil;

Fig. 2 eine Vergrößerung der Einzelheit II in Fig. 1;

Fig. 3 einen ausgebauten Blecheinsatz, gesehen in Richtung des Pfeiles III in Fig. 2 und

Fig. 4 und 5 weitere Ausführungsformen im Teilschnitt.

Die in Fig. 1 gezeichnete doppelhubige Pumpe weist ein z. B. im Druckgußverfahren hergestelltes Gehäuse 1 auf. Eine antriebsseitige Steuerfläche 4 ist mit teilringförmigen Öl­ kanälen 2 und 3 versehen. In dem Gehäuse 1 ist eine Antriebs­ welle 5 gelagert, die auf einer Keilverzahnung einen Rotor 6 trägt. Der Rotor 6 enthält eine Anzahl radialer Schlitze, in denen radial bewegliche, an einem Kurvenring 7 anliegende Arbeitsschieber 8 entlanggleiten. Am Kurvenring 7 stützt sich eine lose Steuerplatte 10 ab. Die Steuerplatte 10 weist zwei als Drucköffnungen wirkende Durchbrüche 11 auf, von welchen in der Zeichnung nur der obere Durchbruch sichtbar ist. Den Durchbrüchen 11 liegen die Ölkanäle 2 gegenüber. Im Bereich dieser Durchbrüche 11 liegen die beiden Druckzonen der Pumpe. Teilringförmige, mit den Ölkanälen 3 korrespondierende Öl­ kanäle 13 verbinden Unterflügelräume der Arbeitsschieber 8 über nicht dargestellte Bohrungen mit einer Druckkammer 20. Aus der Zeichnung nicht ersichtliche Förderkammern zwischen den Arbeitsschiebern 8, dem Rotor 6 und dem Kurvenring 7 stehen über zwei Ansaugöffnungen 9 (in der Zeichnung ist nur eine sichtbar) mit einem nicht sichtbaren Sauganschluß in Verbindung. Den Ansaugöffnungen 9 liegen zur besseren Ver­ teilung des angesaugten Öls auf die Förderkammern Gehäuse­ aussparungen 12 gegenüber. Das von den Arbeitsschiebern 8 geförderte Drucköl gelangt über die Durchbrüche 11 in die Druckkammer 20. Von dort strömt das Drucköl über eine mit einer Meßdrossel 16 versehene Bohrung 17 zu einem Auslaßan­ schluß 18.

Gleichachsig zur Antriebswelle 5 ist ein Stromregel­ ventil 21 eingebaut. Dieses Stromregelventil besteht aus einem Kolben 22, dessen eine Stirnfläche 23 der Druck­ kammer 20 zugewandt ist. Auf die andere Stirnfläche 24 drückt eine Feder 25. Außerdem begrenzt die Stirnseite 24 einen Druckraum 26. Dieser Druckraum 26 steht über eine Dämpfungs­ bohrung 27 mit dem Auslaßanschluß 18 in Verbindung. Das Stromregelventil 21 wirkt in bekannter Weise als Druckwaage: Das von den Arbeitsschiebern 8 verdrängte Drucköl strömt in die Druckkammer 20 und als Nutzstrom über die Bohrung 17 und die Meßdrossel 16 sowie über den Auslaßanschluß 18 zum Ver­ braucher. Mit zunehmender Drehzahl der Pumpe nimmt infolge der Meßdrossel 16 der Differenzdruck auf die Stirnfläche 23 zu, der den Kolben 22 gegen die Kraft der Feder 25 und gegen die Kraft des im Druckraum 26 herrschenden Auslaßdruckes auf­ steuert. Ein Teilstrom gelangt somit in einen Abspritz­ kanal 28 und über einen winklig mit diesem verbundenen Längs­ kanal 30 in die Ansaugöffnung 9. In den Abspritzkanal 28 mündet ein mit dem Sauganschluß verbundener Zulaufkanal 29. Der Abspritzkanal 28 ist aus Herstellungsgründen (Druckguß­ bauteil) als Durchgangskanal ausgeführt und durch einen Stopfen 31 verschlossen. Ein Bohrungsabschnitt 28A für den Stopfen 31 hat einen etwas größeren Durchmesser als der Ab­ spritzkanal 28. Im Schnitt nach Fig. 1 regelt der Kolben 22 des Stromregelventils 21 nur in einen Abspritzkanal 28 ab. Selbstverständlich kann man auch noch einen zweiten Abspritz­ kanal 28 mit Stopfen und Längskanal vorsehen, der dann in die andere Ansaugöffnung der doppelhubigen Pumpe mündet.

Wie am besten aus Fig. 2 zu erkennen ist, sieht man nach der Erfindung in dem Abspritzkanal 28 einen Blecheinsatz 32 vor, der sich in einen Bohrungsabschnitt 28A einführen läßt. Der Stopfen 31 hat eine etwa rechtwinklig geführte Nut 33, die in den Längskanal 30 überleitet. Der Blecheinsatz 32 kleidet den Abspritzkanal 28 ab einer Stufe 34 etwa halb­ kreisförmig aus, wobei im Bereich des Zulaufkanals 29 eine Aussparung 35 vorgesehen ist. Unterhalb des Zulaufkanals 29 schließt sich z. B. ein ringförmig geschlossener Abschnitt 32A an, der mit einem etwa viertelkreisförmig gekrümmten Umlenk­ bogen 32B in den Längskanal 30 überleitet. Der Stopfen 31 stützt den Blecheinsatz 32 am Ende des Bogens 32B an einer Kante 36 ab. Der Bohrungsabschnitt 28A für den Stopfen 31 ist so tief, daß an der Innenseite des Bogens 32B ein Rück­ sprung 38 entsteht. Durch diese Maßnahme läßt sich dort eine störende Kante vermeiden.

Der Blecheinsatz 32 kann von dem Abschnitt 32A an als Rohr mit einer geschlossenen Trennfuge 40 (Fig. 3) oder auch mit einem mehr oder weniger breiten Schlitz ausgeführt sein. Wesentlich ist jedoch, daß der am Kolben 22 des Stromregel­ ventils 21 an einer Steuerkante der Stirnfläche 23 mit unter­ schiedlichen Winkeln abgeregelte, scharf gebündelte Abspritz­ strahl immer auf die Auskleidung durch den Blecheinsatz 32 trifft. In Fig. 2 gibt ein Pfeil 41 die Hauptrichtung des Abspritzstrahls an. Um eine möglichst geräuschsfreie Umlen­ kung des Ölstromes im Bereich des Umlenkbogens 32B zu erhal­ ten, ist es zweckmäßig, einen Hohlraum 42 mit Kunststoff aus­ zugießen.

Eine Ausführungsform nach Fig. 4 zeigt einen Stopfen 43 mit einer Schrägfläche 44, an welcher sich der Blechein­ satz 32 abstützt. Auch hier läßt sich der Hohlraum unterhalb des Bogens 32B mit einem geräuschdämmenden Kunststoff aus­ füllen.

Die Fig. 5 zeigt schließlich eine Ausführungsform mit einem Stopfen 45, in welche eine dem Bogen 32B angepaßte, im Querschnitt etwa halbkreisförmige Nut 46 eingearbeitet ist. Diese Nut 46 stützt den Bogen 32B des Blecheinsatzes 32 auf seiner gesamten Länge.

Zur Montage führt man den Blecheinsatz 32 bis gegen den durch die Stufe 34 gebildeten Absatz in die Abspritzboh­ rung 28 ein. Nach Ausfüllen des Hohlraumes 42, z. B. mit einem aushärtenden Kunststoff, wird der Stopfen 31 in die durch eine Aufnahmevorrichtung gehaltene Pumpe eingepreßt. Das Einpressen erfolgt stellungsabhängig mit einem in eine Aussparung 47 eingreifenden Stempel.

Bezugszeichen

1

Gehäuse

2

Ölkanal

3

Ölkanal

4

Steuerfläche

5

Antriebswelle

6

Rotor

7

Kurvenring

8

Arbeitsschieber

9

,

9

A Ansaugöffnung

10

Steuerplatte

11

Durchbruch

12

Gehäuseaussparung

13

teilringförmiger Ölkanal

14

Stirnseite von

31

15

-

16

Meßdrossel

17

Bohrung

18

Auslaßanschluß

19

-

20

Druckkammer

21

Stromregelventil

22

Kolben

23

Stirnfläche

24

Stirnfläche

25

Feder

26

Druckraum

27

Dämpfungsbohrung

28

Abspritzkanal

28

A Bohrungsabschnitt

29

Zulaufkanal

30

Längskanal

31

Stopfen

32

Blecheinsatz

32

A Abschnitt

32

B Umlenkbogen

33

Nut in

31

34

Stufe

35

Aussparung

36

Kante

37

-

38

Rücksprung

39

-

40

Trennfuge

41

Pfeil (für Abspritzstrahl)

42

Hohlraum

43

Stopfen

44

Schrägfläche

45

Stopfen

46

Nut

47

Aussparung

Claims (8)

1. Hochdruckpumpe, insbesondere für Hilfskraftlenkungen, mit folgenden Merkmalen:

• - in einem Gehäuse (1) ist ein Kurvenring (7) gelagert;
• - ein durch eine Antriebswelle (5) antreibbarer Rotor (6) hat radiale Schlitze, in welchen an den Kurvenring (7) dichtend entlanggleitende Arbeitsschieber (8) eingesetzt sind;
• - eine Steuerplatte (10) weist eine einer Druck­ kammer (20) zugewandte Stirnseite auf und stützt sich am Kurvenring (7) ab;
• - gleichachsig zur Antriebswelle (5) ist ein vom Druck in der Druckkammer (20) beaufschlagtes Stromregelven­ til (21) eingebaut;
• - das Stromregelventil (21) kann eine Verbindung von der Druckkammer zu einem Abspritzkanal (28) herstellen;
• - der Abspritzkanal (28) steht über einen Längskanal (30) mit der Saugseite der Pumpe in Verbindung;
• - in den Abspritzkanal (28) mündet ein mit dem Tank ver­ bundener Zulaufkanal (29);
• - der Abspritzkanal (28) ist durch einen Stopfen (31) ver­ schlossen;
• - der Abspritzkanal (28) und der Längskanal (30) sind durch einen teilkreisförmigen Umlenkabschnitt miteinan­ der verbunden,

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• - der Abspritzkanal (28) ist mit einem Blecheinsatz (32) mit einem an den Längskanal (30) anschließenden Umlenk­ bogen (32B) ausgekleidet und
• - der Umlenkbogen (32B) des Blecheinsatzes (32) stützt sich im Stopfen (31) ab.

2. Hochdruckpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Blecheinsatz (32) aus einer ebenen Platte mit einer im Bereich des Zulaufkanals (29) angebrachten Aussparung (35) krümmerartig geformt ist, so daß nach der Um­ formung eine Trennfuge (40) entsteht.

3. Hochdruckpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Stopfen (31) eine recht­ winklige Nut (33) für die Aufnahme des Umlenkbogens (32B) auf­ weist und daß sich das Ende des Bogens (32B) an einer Kan­ te (36) des Stopfens (31) abstützt (Fig. 2).

4. Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Blechein­ satz (32) aus Federstahl hergestellt ist und dieser mit Vor­ spannung in dem Abspritzkanal (28) sitzt.

5. Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß sich der Umlenkbo­ gen (32B) des Blecheinsatzes (32) an einer in Richtung auf den Längskanal (30) abfallenden Schrägfläche (44) des Stop­ fens (43) abstützt (Fig. 4).

6. Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß der Stopfen (45) eine dem Umlenkbogen (32B) des Blecheinsatzes (32) angepaßte, im Querschnitt halbkreisförmige Nut (46) aufweist (Fig. 5).

7. Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Bohrungsab­ schnitt (28A) für den Stopfen (31) eine solche Länge aufweist, daß auf der Innenseite des Umlenkbogens (32B) ein Rück­ sprung (38) entsteht.

8. Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohl­ raum (42) unterhalb des Blecheinsatzes (32) mit Kunststoff ge­ füllt ist (Fig. 2 und Fig. 4).