DE4326389A1 - Hydraulic pump - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Pumpe der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Gattung.The present invention relates to a hydraulic pump the genus specified in the preamble of the main claim.
Eine derartige Pumpe ist beispielsweise aus der DE 40 27 794 A1 bekannt. Die beschriebene Pumpe ist als Radialkolbenpumpe gestaltet und besitzt einen Förderkolben, an welchem der Ventilsitz für das Saugventil angeformt ist. Das Schließglied des Saugventils wird von einer Ventilfeder beaufschlagt, welche sich gehäusefest abstützt. Bei Verkleinerung der Druckkammer durch eine Kolbenbewegung nimmt die Vorspannung der Ventilfeder zu. Am oberen Totpunkt des Kolbens, wenn also die Druckkammer ihr kleinstes Volumen aufweist, ist die Vorspannung der Ventilfeder demnach am größten, so daß ein gegenüber dem unteren Totpunkt des Kolbens wesentlich erhöhter Öffnungsdruck des Saugventils zu überwinden ist.Such a pump is for example from the DE 40 27 794 A1 known. The pump described is as Radial piston pump designed and has one Delivery piston on which the valve seat for the suction valve is molded. The closing element of the suction valve is from acted on a valve spring which is fixed to the housing supports. When reducing the pressure chamber by a Piston movement increases the preload of the valve spring. At the top dead center of the piston, if the pressure chamber has its smallest volume, the preload is the Valve spring accordingly largest, so that one compared to the lower dead center of the piston significantly increased Opening pressure of the suction valve has to be overcome.
Um einen gleichbleibenden Öffnungsdruck des Saugventils zu schaffen, ist verschiedentlich schon vorgeschlagen worden, die Ventilfeder des Saugventils zu fesseln. Aber auch dies entspricht noch nicht der optimalen Förderkennlinie einer solchen Pumpe, wenn sie beispielsweise in einer antriebsschlupfgeregelten Bremsanlage eingesetzt werden soll.To maintain a constant opening pressure of the suction valve have been proposed on various occasions to tie the valve spring of the suction valve. But this too does not yet correspond to the optimal funding curve such a pump, for example in a traction control brake system are used should.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine hydraulische Pumpe zu schaffen, bei welcher der Vordruck des Saugventils in der Nähe des oberen Totpunkts des Förderkolbens kleiner ist als in der Nähe des unteren Totpunktes.The object of the present invention is therefore in creating a hydraulic pump where the upstream pressure of the suction valve near the top Dead center of the delivery piston is smaller than nearby bottom dead center.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs. Durch eine solche Hebelanordnung wird im Prinzip eine variable Fesselung der Ventilfeder erzielt. In der Nähe des oberen Totpunktes des Förderkolbens wird die Ventilfeder von den Hebelelementen gehalten, so daß ein Ansaugen mit niedrigem Vordruck schon beim Beginn einer Kolbenbewegung aus dem oberen Totpunkt heraus möglich ist. So trägt die gesamte Druckdifferenz zwischen dem Sauganschluß und der Druckkammer zur Beschleunigung des Druckmittels bei, ohne Einbußen durch zu überwindende Ventilvordrücke. In der Nähe des unteren Totpunktes ist die Ventilfeder ohnehin schon weitgehend entspannt, so daß eine weitere Beaufschlagung durch die Hebelelemente unnötig ist.This task is solved by the features in characteristic part of the main claim. By such In principle, lever arrangement is a variable bondage of the Valve spring achieved. Near top dead center of the The valve spring is conveyed by the lever elements held so that a suction with low admission pressure already at the beginning of a piston movement from top dead center out is possible. So carries the entire pressure differential between the suction port and the pressure chamber Acceleration of the pressure medium, without sacrificing Valve pressures to be overcome. Near the bottom The valve spring is already largely dead center anyway relaxed, so that further exposure to the Lever elements is unnecessary.
Bei einer raumsparenden Anordnung der Ventilfeder innerhalb einer den Förderkolben zurückstellenden Druckfeder erweist sich eine Beaufschlagung der Hebelelemente nach Anspruch 2 als besonders vorteilhaft. Dabei kann die veränderliche, vom Hub des Förderkolbens abhängige Kraft entweder von der den Förderkolben rückstellenden Druckfeder oder aber von einem gehäusefesten Anschlag erzeugt werden. With a space-saving arrangement of the valve spring within one resetting the delivery piston Compression spring turns out to act upon the Lever elements according to claim 2 as particularly advantageous. It can be variable from the stroke of the delivery piston dependent force either from that of the delivery piston resetting compression spring or from one fixed stop are generated.
Die Merkmale nach Anspruch 3 ermöglichen einen Einbau der Hebelelemente mit einem Montagevorgang. Durch einstückige Fertigung aller Hebelelemente und der dazwischen angeordneten Verbindungsstücke erübrigt sich eine Vormontage der Hebelanordnung.The features of claim 3 allow installation of Lever elements with one assembly process. Through one-piece Production of all lever elements and the in between arranged connectors is unnecessary Pre-assembly of the lever arrangement.
Besonders preiswert wird dieses einstückige Übertragungselement als Blechstanzteil ausgeführt.This one-piece is particularly inexpensive Transmission element designed as a stamped sheet metal part.
Eine nähere Erläuterung des Erfindungsgedankens erfolgt nun durch die Beschreibung zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand von zwei Zeichnungen.A more detailed explanation of the inventive concept is given now by describing two preferred ones Embodiments based on two drawings.
Es zeigtIt shows
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Pumpe, bei welcher sich der Ventilsitz des Saugventils am Förderkolben befindet, Fig. 1 is a pump of the invention, wherein the valve seat of the suction valve is on the delivery piston,
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Pumpe mit zwei Saugventilen, jeweils eines am Förderkolben und eines an einem gehäusefesten Verschlußdeckel. Fig. 2 shows a pump according to the invention with two suction valves, one on the delivery piston and one on a housing-fixed cover.
Fig. 1 ist in einen Teil a und einen Teil b untergliedert. Teil a zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Pumpe, während Teil b das verwendete Übertragungselement in Draufsicht zeigt. Fig. 1 is divided into a part and a part b. Part a shows a longitudinal section through a pump according to the invention, while part b shows a top view of the transmission element used.
Die Pumpe nach Fig. 1a besitzt im Gehäuse 1 die Gehäusebohrung 2, in welcher der Förderkolben 3 abgedichtet verschiebbar geführt ist. Der Förderkolben 3 weist eine blind endende Längsbohrung 4 auf, an deren Ende er mit einer Querbohrung 5 versehen ist, welche in eine umlaufende Ringnut 6 am Förderkolben 3 mündet. Im Axialbereich der Ringnut 6 ist im Gehäuse 1 ein radialer Sauganschluß 7 angelegt. Am offenen Ende der Längsbohrung 4 ist der Ventilsitz 8 des Saugventils 10 am Förderkolben ausgebildet. Zur radialen Führung des Schließglieds 9 des Saugventils 10 besitzt der Förderkolben 3 radial außerhalb des Ventilsitzes 8 einen axialen Fortsatz 11. Dieser Fortsatz 11 ist mit radialen Durchbrüchen versehen, um den Druckmittelstrom nicht zu behindern. Außerdem besitzt er einen axialen Anschlagwulst 12, an welchem sich das Übertragungselement 13 abstützt und welcher die Kippachsen der im Übertragungselement 13 enthaltenen Hebelelemente 14 bestimmt.The pump according to FIG. 1 a has the housing bore 2 in the housing 1 , in which the delivery piston 3 is guided so that it can be moved and sealed. The delivery piston 3 has a blind-ended longitudinal bore 4 , at the end of which it is provided with a transverse bore 5 , which opens into a circumferential annular groove 6 on the delivery piston 3 . In the axial region of the annular groove 6 , a radial suction connection 7 is created in the housing 1 . At the open end of the longitudinal bore 4 , the valve seat 8 of the suction valve 10 is formed on the delivery piston. For the radial guidance of the closing member 9 of the suction valve 10 , the delivery piston 3 has an axial extension 11 radially outside the valve seat 8 . This extension 11 is provided with radial openings so as not to hinder the pressure medium flow. In addition, it has an axial stop bead 12 on which the transmission element 13 is supported and which determines the tilting axes of the lever elements 14 contained in the transmission element 13 .
Wie in Fig. 1b zu erkennen ist, wechseln sich am Übertragungselement 13 die Hebelelemente 14 mit großer radialer Ausdehnung ab mit den Verbindungsstücken 15, welche nur geringe radiale Abmessungen haben. Dabei schließen die Verbindungsstücke 15 einen Ring zwischen den Hebelelementen 14. Die Hebelelemente 14 besitzen jeweils eine nach innen ragende und eine nach außen ragende Zunge, deren Enden die Hebelarme bilden. Das Übertragungselement 13 ist vorzugsweise als Ganzes aus einem Blechstanzteil geformt.As can be seen in FIG. 1b, the lever elements 14 on the transmission element 13 alternate with large radial dimensions with the connecting pieces 15 , which have only small radial dimensions. The connecting pieces 15 close a ring between the lever elements 14 . The lever elements 14 each have an inwardly projecting and an outwardly projecting tongue, the ends of which form the lever arms. The transmission element 13 is preferably formed as a whole from a stamped sheet metal part.
Mit den dargestellten gestrichelten Kreisen sind die Anlagelinien der mit dem Übertragungselement in Berührung stehenden Funktionselemente angedeutet. Der Kreis kleinsten Durchmessers zeigt die Anlagelinie der Ventilfeder 16. Der Kreis mittleren Durchmessers wird von der Rückstellfeder 17 beaufschlagt, welche das Übertragungselement 13 auf den Anschlagwulst 12 gleichen Durchmessers drückt. Dabei wirkt die Rückstellfeder 17 von derselben axialen Seite auf das Übertragungselement 13 wie die Ventilfeder 16. Als gehäusefester Anschlag für die Ventilfeder 16 und die Rückstellfeder 17 dient das Verschlußstück 18, welches mit einem axialen Druckkanal 19 versehen ist, der zu einem nicht dargestellten Druckventil führt.The dashed circles shown indicate the contact lines of the functional elements in contact with the transmission element. The circle with the smallest diameter shows the contact line of the valve spring 16 . The circle of medium diameter is acted upon by the return spring 17 , which presses the transmission element 13 onto the stop bead 12 of the same diameter. The return spring 17 acts on the transmission element 13 from the same axial side as the valve spring 16 . The closure piece 18 , which is provided with an axial pressure channel 19 , which leads to a pressure valve, not shown, serves as a housing-fixed stop for the valve spring 16 and the return spring 17 .
An das Verschlußstück 18 ist eine die Rückstellfeder 17 umgebende Anschlaghülse 20 angeformt, welche bei einer Bewegung des Förderkolbens 3 zum Verschlußstück 18 nach Überwindung des Weges s das Übertragungselement 13 an der Berührungslinie größten Durchmessers beaufschlagt. Hierdurch wird die Bewegung der äußeren Zungen der Hebelelemente 14 zum Verschlußstück 18 hin begrenzt, so daß sich das Übertragungselement 13 verformt und die inneren Zungen der Hebelelemente 14 die Ventilfeder 16 zusammendrücken. Das kugelförmige Schließglied 9, welches zwischen dem Ventilsitz 8 und dem Übertragungselement 13 angeordnet ist, wird dadurch von der Kraft der Ventilfeder entlastet.On the closure member 18 is a return spring 17 surrounding the stop sleeve 20 is formed which s 13 acted upon movement of the feed piston 3 to the closure member 18 to overcome the way the transmission element at the contact line of greatest diameter. As a result, the movement of the outer tongues of the lever elements 14 toward the closure piece 18 is limited, so that the transmission element 13 deforms and the inner tongues of the lever elements 14 compress the valve spring 16 . The spherical closing member 9 , which is arranged between the valve seat 8 and the transmission element 13 , is relieved of the force of the valve spring.
In der Fig. 1a ist der untere Totpunkt dargestellt, der Kolben befindet sich also in seiner tiefsten Position. Das heißt, das die Druckkammer 21, welche von der Rückstellfeder 17 aufgespannt wird, ihr größtes Volumen hat. Das Übertragungselement 13 ist noch nicht in Kontakt mit der Anschlaghülse 20, so daß die Ventilfeder 16 über das Übertragungselement 13 auf das Schließglied 9 einwirkt und den Öffnungsdruck des Saugventils 10 festlegt. Der Kolbenhub bis zum oberen Totpunkt muß größer bemessen sein als der Abstand s zwischen dem Übertragungselement 13 und der Anschlaghülse 20.In Fig. 1a, the bottom dead center is shown, so the piston is in its lowest position. This means that the pressure chamber 21 , which is opened by the return spring 17 , has its largest volume. The transmission element 13 is not yet in contact with the stop sleeve 20 , so that the valve spring 16 acts on the closing element 9 via the transmission element 13 and defines the opening pressure of the suction valve 10 . The piston stroke up to the top dead center must be larger than the distance s between the transmission element 13 and the stop sleeve 20th
Fig. 2 ist in die Teile a, b und c untergliedert. Teil a zeigt einen Teilschnitt durch eine Pumpe, während Teil b und c eins der verwendeten Übertragungselemente darstellen. Die in Fig. 2a gezeigte Pumpe besitzt zwei Saugventile 33 und 34 im Gehäuse 32. Sie begrenzen die Druckkammer 36 auf beiden axialen Seiten. Dabei befindet sich das Saugventil 33 am Förderkolben 31, während das Saugventil 34 gehäusefest am Verschlußstück 35 angeordnet ist. Bis auf die Tatsache, daß das Saugventil 33 mit dem Förderkolben 31 bewegt wird, sind beide Saugventile 33 und 34 völlig symmetrisch aufgebaut. Ihre Schließglieder 37 und 38 bestehen jeweils aus elastomeren Scheiben, wobei die Ventilsitze 39 und 40 jeweils von einem am Förderkolben 31 bzw. am Verschlußstück 35 angeformten axialen, ringförmigen Wulst gebildet werden. Fig. 2 is divided into parts a, b and c. Part a shows a partial section through a pump, while parts b and c represent one of the transmission elements used. The pump shown in FIG. 2a has two suction valves 33 and 34 in the housing 32 . They limit the pressure chamber 36 on both axial sides. The suction valve 33 is located on the delivery piston 31 , while the suction valve 34 is arranged fixed to the housing on the closure piece 35 . Except for the fact that the suction valve 33 is moved with the delivery piston 31 , both suction valves 33 and 34 are constructed completely symmetrically. Their closing members 37 and 38 each consist of elastomeric disks, the valve seats 39 and 40 each being formed by an axial, annular bead molded onto the delivery piston 31 and the closure piece 35 .
Jedem der Schließglieder 37 und 38 ist ein Übertragungselement 41 bzw. 42 zugeordnet. Zwischen den Übertragungselementen 41 und 42 sind die Ventilfeder 43 und die Rückstellfeder 44 angeordnet. Wie in Fig. 1 befindet sich auch hier die Ventilfeder 43 innerhalb der Rückstellfeder 44 und besitzt an den Übertragungselementen 41 und 42 jeweils den kleinsten Anlageradius, wie auch in Fig. 2c anhand der gestrichelten Kreise erkennbar ist. Die Rückstellfeder 44 ist hier gegenüber den Anschlagwulsten 45 und 46 radial nach außen versetzt und bildet durch ihre progressive Kennlinie die variable Kraft, welche am oberen Totpunkt des Förderkolbens 31 zur Fesselung der Ventilfeder 43 führt. Die Anschlagwulste 45 und 46 dienen dabei wieder zur Festsetzung der Kippachsen der Übertragungselemente 41 und 42.A transmission element 41 or 42 is assigned to each of the closing members 37 and 38 . The valve spring 43 and the return spring 44 are arranged between the transmission elements 41 and 42 . As in FIG. 1, the valve spring 43 is also located within the return spring 44 and has the smallest contact radius on the transmission elements 41 and 42 , as can also be seen in FIG. 2c with the dashed circles. The return spring 44 is offset radially outward with respect to the stop beads 45 and 46 and, due to its progressive characteristic curve, forms the variable force which leads to the valve spring 43 being tied up at the top dead center of the delivery piston 31 . The stop beads 45 and 46 again serve to fix the tilt axes of the transmission elements 41 and 42 .
Wie die linke Bildhälfte von Fig. 2a zeigt, sind am oberen Totpunkt des Förderkolbens 31 die Schließglieder 37 und 38 frei beweglich und werden nur durch einen Überdruck, welcher durch die Auslegung des nicht dargestellten Druckventils bestimmt ist, an ihre Ventilsitze 39 bzw. 40 gedrückt. Sobald sich der Förderkolben 31 auf seinen in der rechten Bildhälfte dargestellten unteren Totpunkt zubewegt, kann also Druckmittel ungehindert in die Druckkammer 36 eindringen. Am unteren Totpunkt des Förderkolbens jedoch übt die Ventilfeder 43 auf die Übertragungselemente 41 und 42 ein größeres Hebelmoment aus als die Rückstellfeder 44, so daß die Schließglieder 37 und 38 von der Kraft der Ventilfeder 43 beaufschlagt werden und zum Öffnen der Saugventile 33 und 34 eine gewisse Druckdifferenz erforderlich ist.As the left half of Fig. 2a shows, the closing members 37 and 38 are freely movable at the top dead center of the delivery piston 31 and are only pressed against their valve seats 39 and 40 by an overpressure, which is determined by the design of the pressure valve, not shown . As soon as the delivery piston 31 moves to its bottom dead center shown in the right half of the figure, pressure medium can thus penetrate into the pressure chamber 36 unhindered. At the bottom dead center of the delivery piston, however, the valve spring 43 exerts a greater lever torque on the transmission elements 41 and 42 than the return spring 44 , so that the closing members 37 and 38 are acted upon by the force of the valve spring 43 and a certain amount for opening the suction valves 33 and 34 Pressure difference is required.
Fig. 2b zeigt eines der Übertragungselemente 41 und 42 in einer anderen Schnittebene, aus welcher hervorgeht, wie sich die in Fig. 2c dargestellten Zungen und Ausnehmungen zum Profil der Übertragungselemente 41 und 42 verhalten. Das in Fig. 2c in Draufsicht gezeigte Übertragungselement 41 oder 42 ist in drei Hebelelemente 47 und drei dazwischen angeordnete Verbindungsstücke 48 unterteilt. Dieses Übertragungselement unterscheidet sich von dem nach Fig. 1 dadurch, daß es, wie gesagt, statt der fünf Hebelelemente 14 in Fig. 1 nur drei Hebelelemente 47 aufweist. Auch haben diese Hebelelemente 47 eine andere Form. Den nach innen weisenden Zungen entsprechen keine nach außen weisenden Zungen, sondern in diesen Winkelbereichen sind am äußeren Umfang des Übertragungselementes radiale Ausnehmungen vorhanden, welche die Biegbarkeit des Übertragungselementes erhöhen. Dafür erstrecken sich die Hebelelemente 47 jeweils über einen größeren Umfangsbereich, so daß der eigentliche äußere Hebelarm sich auf beiden Seiten der Ausnehmungen am Umfang entlang befindet. Wie in Fig. 1 ist das dargestellte Übertragungselement ein geformtes Blechstanzteil. FIG. 2b shows one of the transfer members 41 and 42 in a different sectional plane, from which it appears how the. Tongues and recesses 2c shown the profile of the transmission elements behave in Figure 41 and 42. The transmission element 41 or 42 shown in plan view in FIG. 2c is divided into three lever elements 47 and three connecting pieces 48 arranged between them. This transmission element differs from that according to FIG. 1 in that, as said, instead of the five lever elements 14 in FIG. 1 it has only three lever elements 47 . These lever elements 47 also have a different shape. The tongues pointing inwards do not correspond to tongues pointing outwards, but in these angular areas there are radial recesses on the outer circumference of the transmission element, which increase the flexibility of the transmission element. For this purpose, the lever elements 47 each extend over a larger circumferential area, so that the actual outer lever arm is located on both sides of the recesses along the circumference. As in Fig. 1, the transmission element shown is a molded sheet metal stamping.
BezugszeichenlisteReference list
1 Gehäuse
2 Gehäusebohrung
3 Förderkolben
4 Längsbohrung
5 Querbohrung
6 Ringnut
7 Sauganschluß
8 Ventilsitz
9 Schließglied
10 Saugventil
11 Fortsatz
12 Anschlagwulst
13 Übertragungselement
14 Hebelelemente
15 Verbindungsstücke
16 Ventilfeder
17 Rückstellfeder
18 Verschlußstück
19 Druckkanal
20 Anschlaghülse
21 Druckkammer
31 Förderkolben
32 Gehäuse
33 Saugventil
34 Saugventil
35 Verschlußstück
36 Druckkammer
37 Schließglied
38 Schließglied
39 Ventilsitz
40 Ventilsitz
41 Übertragungselement
42 Übertragungselement
43 Ventilfeder
44 Rückstellfeder
45 Anschlagwulst
46 Anschlagwulst
47 Hebelelemente
48 Verbindungsstücke 1 housing
2 housing bore
3 delivery pistons
4 longitudinal bore
5 cross hole
6 ring groove
7 suction connection
8 valve seat
9 closing member
10 suction valve
11 extension
12 stop bead
13 transmission element
14 lever elements
15 connectors
16 valve spring
17 return spring
18 closure piece
19 pressure channel
20 stop sleeve
21 pressure chamber
31 delivery pistons
32 housing
33 suction valve
34 suction valve
35 locking piece
36 pressure chamber
37 closing link
38 closing member
39 valve seat
40 valve seat
41 transmission element
42 transmission element
43 valve spring
44 return spring
45 stop bead
46 stop bead
47 lever elements
48 connectors
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