DE4412980C2 - Hydraulikpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Hydraulikpumpe gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Pumpe ist aus der DE 41 07 704 A1 bekannt. Hydraulikpumpen sind sowohl als Zahnrad- als auch als Radialkolbenpumpen bekannt (siehe EP 04 75 109 A1 und DE 39 30 248 A1). Sie sind mit an den Auslaßöffnungen ihrer Pumpenkammern gelege­ nen Rückschlagventilen versehen, die sich unter dem von der Pumpe auf die Druckflüssigkeit ausgeübten Druck öffnen und die Flüssigkeit in eine Auslaßkam­ mer strömen lassen, jedoch einen Rückfluß der Flüs­ sigkeit unterbinden. Solche Rückschlagventile be­ stehen aus einem Band, das sich über sämtliche Aus­ trittsöffnungen der Pumpe beziehungsweise der Zy­ linderköpfe legt.

Ein Ventilband, dessen freie Enden durch ein ela­ stisches Spannelement miteinander verbunden sind, ist aus der DE 26 47 768 A1 bekannt.

Das Ventilband, das bei der bekannten Pumpe ver­ wandt wird, dient zur Abdeckung von Auslaßöffnun­ gen, die in zwei parallelen Ebenen angeordnet sind. Es ist daher breit. Es erfordert besondere Maßnah­ men der Formgebung, um zu gewährleisten, daß jede der Blattfedern sich symmetrisch, das heißt so be­ wegt, daß sie bei allen Öffnungswinkeln auf ein und derselben Mantellinie des Pumpenumfangs abhebt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hy­ draulikpumpe mit einem Ventilband zu schaffen, das schmal baut, geräuscharm arbeitet und eine symme­ trische Öffnungsbewegung der einzelnen Ventilzungen gewährleistet.

Diese Aufgabe wird mit einer Hydraulikpumpe gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Es wird eine Hydraulikpumpe vorgeschlagen, die eine Viel­ zahl von Auslaßzellen aufweist, deren Auslaßöffnun­ gen in bestimmten Abständen in einer kreiszylindri­ schen Anordnung zueinander liegen und jeweils durch ein als zungenförmige Blattfeder ausgebildetes Aus­ laßventil verschlossen sind. Die Blattfedern sind an einem die Auslaßzellen umschlingenden Flachband befestigt. Die erfindungsgemäße Hydraulikpumpe zeichnet sich dadurch aus, daß die Blattfedern zwi­ schen den Längsrändern im Flachband liegen und an einem Ende mit dem Flachband verbunden und von ei­ nem im wesentlichen U-förmigen Spalt umgeben sind. Die erfindungsgemäße Hydraulikpumpe zeichnet sich insbesondere durch einen sehr geringen Geräuschpe­ gel auch während eines Kaltstarts aus. Darüber hin­ aus wird durch die einzelnen auch als Zungenventile bezeichneten Blattfedern verhindert, daß sich unter dem Druck des aus einem Ventil ausströmenden Öls anliegende beziehungsweise angrenzende Ventile gleichfalls öffnen, da die Abhebung der Ventilzunge beschränkt ist und sich nicht dem Band entlang fortpflanzen kann.

Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Un­ teransprüchen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend im einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht im Querschnitt einer Zahn­ radpumpe mit einem erfindungsgemäßen Ven­ tilband,

Fig. 2 eine Ansicht im Querschnitt einer Radial­ kolbenpumpe mit einem erfindungsgemäßen Ventilband,

Fig. 3 und 3a zwei Ausführungsformen des erfindungsge­ mäßen Ventilbands, und

Fig. 4 eine Draufsicht in vergrößertem Maßstab auf ein Ventilband in in einer Pumpe ein­ gebautem Zustand.

Eine in Fig. 1 dargestellte Zahnradpumpe 10 hat ein im wesentlichen zylindrisches Pumpengehäuse 12, welches eine Kammer 14 bildet. In der Kammer 14 liegt eine von einem nicht dargestellten Motor in Drehung versetzbare Welle 16, die in in nicht dar­ gestellten Gehäusedeckeln befindlichen Lagern gela­ gert ist. Auf der Welle 16 steckt drehfest und koa­ xial zur Kammer 14 ein Zahnrad 18. Das Zahnrad kämmt mit einem exzentrisch zur Gehäuseachse lie­ genden Zahnkranz 20, der mit einer Innenverzahnung 22 versehen ist. Der Zahnkranz ist in dem Pumpenge­ häuse 12 frei drehbar gelagert. Der innere Durch­ messer des Zahnkranzes 20 ist größer als der Außen­ durchmesser des Zahnrades 18. Infolgedessen besteht zwischen Zahnrad 18 und -kranz 20 in ihren dem Kämmbereich gegenüberliegenden Bereichen ein Zwi­ schenraum, in dem ein sichelförmiger Abstandshalter 24 liegt, dessen gekrümmte Flächen glatt sind und gegen die Zahnspitzen des Zahnrades 18 und des Zahnkranzes 20 anliegen und der als Führung für den Zahnkranz 20 dient. Wird das Zahnrad 18 beispiels­ weise in Richtung des Pfeiles gedreht, so dreht sich auch der Zahnkranz 20 und zwar in Anlage an der konvexen Krümmung der Sichel 24, die ihn gegen radiale Verlagerung hält. Durch Anlage seiner Stirnseiten an den Innenflächen der nicht dargestellten Gehäusedeckel bildet der Zahnkranz ein Gehäu­ se, das in dieser Anmeldung als Auslaßgehäuse bezeichnet ist.

In den von dem Zahnkranz 20 umfaßten Raum 26 mündet eine Druckflüssigkeits-Zufuhrleitung 28. Aus der zwischen Zahn­ kranz 20 und Gehäuse 12 gebildeten Kammer 14 führt eine Ab­ führleitung 30 für die Druckflüssigkeit, nachstehend "Öl". Der Zahnkranz 20 ist von einer Vielzahl von Radialbohrungen 32 durchdrungen, die jeweils vom Zahngrund aus dem Pumpen­ raum 26 in die Kammer 14 führen und in bestimmten Abständen kreisförmig zueinander angeordnet sind.

Der Außenumfang bzw. die Mantelfläche des Zahnkranzes 20 wird von einem erfindungsgemäßen Ventilband 34 umschlungen, das so ausgerichtet ist, daß über jeder Radialbohrung 32 jeweils eine in das Band 34 eingeschnittene bzw. eingestanz­ te und mit diesem aus einem Stück bestehende Ventilzunge 36 liegt. Die Gestaltung des Ventilbandes 34 und seine Befe­ stigung auf der Zahnkranzmantelfläche werden nachstehend be­ schrieben.

In Fig. 2 ist eine Radialkolbenpumpe 10' dargestellt. Sie wird nachstehend beschrieben, wobei analog die bisher ge­ brauchten Bezugszeichen apostrophiert verwendet werden. Die Pumpe 10' weist ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 12' auf, das eine Kammer 14' umschließt. Koaxial in der Kammer 14' liegt eine von einem nicht dargestellten Motor antreibbare Welle 16'. Die Welle 16' ruht in Lagern, die in nicht dargestellten Gehäusedeckeln an den Stirnseiten der Pumpe 10' vorgesehen sind. Die Welle 16' wird von einem koaxial zu ihr angeordneten innen und außen achtkantig geformten Zylinderkörper 40 mit jeweils sich paarweise parallel gegenüberliegenden äußeren bzw. inneren Flächen 42, 44 umgeben. Der Zylinderkörper 40 ist gegen axiale und radiale Bewegungen durch Befestigung seiner Stirnflächen an den Gehäusedeckeln gesichert.

Auf der Welle 16' sitzt ein Exzenter 46, auf dem drehbar ein Tragkörper 48 steckt, der bei Drehung der Welle 16' bzw. des Exzenters 46 in radiale Taumelbewegungen versetzt wird. Der Außenumfang des Tragkörpers 48 ist zu acht paarig zueinander liegenden balligen Tragflächen 50 geformt, die im wesentli­ chen parallel zu den ihnen gegenüberliegenden Flächen 44 des Zylinderkörpers 40 liegen.

Die Flächen 42, 44 sind jeweils von einer radialen Bohrung 52 durchdrungen, deren Achse die Pumpenachse senkrecht schneidet. In jeder Bohrung 52 steckt ein hohler Kolben 54, dessen geschlossene Stirnfläche 56 von einer in dem Kolben 54 steckenden Druckfeder 58 gegen die anliegende Tragfläche 50 des Exzenters 46 gedrückt wird. Die als Schraubenfeder ausgebildete Druckfeder 58 stützt sich an einem Ende auf der inneren Sirnfläche des Kolbens 54 und am anderen Ende im Inneren einer Zylinderkappe 60 ab, die die Bohrung 52 gegen das Pumpengehäuses 12' abdeckt. Die Zylinderkappe 60 hat eine auswärts gewölbte Kuppe 62, in deren Scheitel sich eine Bohrung 64 befindet. Die Bohrungen 64 der Zylinderkappen 60 liegen insgesamt in einer kreiszylindrischen Anordnung in bestimmten Abständen voneinander. Die Scheitelbohrung 64 verbindet die Pumpenkammer 14' mit der Zylinderbohrung 52. In der Mantelfläche eines jeden Kolbens 54 befindet sich eine ins Innere des Kolbens führende Saugöffnung 66, die so liegt, daß sie je nach Lage des Kolbens 54 offen im vom Zylinderkörper 40 gebildeten Pumpenraum 26' oder im Zylinder 52 liegt, von dessen Wand sie dann verschlossen ist.

Die Zylinderkappen 60 werden von einem erfindungsgemäßen Ventilband 34' umschlungen, das sich auf den Kappen 62 ab­ stützt und dessen Ventilzungen 36' jeweils über den Schei­ telbohrungen 64 liegen und die Öffnungen 64 nachgiebig ver­ schlossen halten. Zwischen dem Außenumfang des Gehäuses 12' und dem Außenumfang des Ventilbandes 34' besteht ein Zwi­ schenraum.

Beim Drehen der Welle 16' wird der Tragkörper 48 in eine radiale Taumelbewegung versetzt, die die Kolben 54 in radia­ le Bewegungen versetzt. Damit führen diese eine Pumpfunk­ tion aus, indem sie im unteren Totpunkt des Exzenters 46 Öl durch die in der Pumpenkammer 26' liegende Saugöffnung 66 aufnehmen und im oberen Totpunkt des Exzenters 46 oder auf dem Weg dorthin, d. h. wenn die Öffnung 66 von der Wand des Zylinders 52 geschlossen gehalten wird, das Drucköl durch die Scheitelbohrung 64 in die Kammer 14' abgeben. Dabei wird, wie es bei dem in der Nordstellung gelegenen Zylinder gezeigt ist, die jeweilige Ventilzunge 36' unter dem Druck des Öles abgehoben, und die Scheitelbohrung 64 wird geöff­ net, so daß das Öl in die Kammer 14' gepumpt wird. Wenn sich infolge der anschließenden Einwärtsbewegung des Kolbens 54 der Druck im Zylinder vermindert, verschließt die Ventil­ zunge 36' infolge ihrer Eigenflexibilität die unter ihr liegende Bohrung 64 wieder.

Das in den beschriebenen Pumpen 10, 10' verwendete Ventil­ band 34 ist in Fig. 3 gebrochen dargestellt. Es besteht aus einem Flachband aus einem dehnfesten Werkstoff mit vorzugs­ weise hohem Elastizitätsmodul, z. B. Federstahl. An seinen beiden Längsrändern 68 befinden sich in regelmäßigen Ab­ ständen und einander gegenüberliegend Verbreiterungen 70. Zwischen den Längsrändern 68, etwa mittig im Ventilband 34, liegen Ventilzungen 36, die in das Ventilband 34 einge­ schnitten bzw. gestanzt sind. An einem Ende sind sie mit dem Ventilband 34 verbunden. Ansonsten sind sie von ei­ nem im wesentlichen U-förmigen Spalt 72 vom Ventil­ band 24 getrennt, der so breit ist, daß er beim An­ heben der Zunge 36 in der eingangs beschriebenen Art einen ungehinderten Ölfluß gewährleistet. Die Ventilzungen 36 können mit tellerförmigen Erweite­ rungen versehen sein, die im dargestellten Beispiel zwischen den Verbreiterungen 70 des Bandes liegen und im eingebauten Zustand des Bandes 34 die Ven­ tilauslaßöffnungen 32, 64 überdecken.

Die beiden Enden 74 des Ventilbandes 34 können für den Einbau in eine Pumpe 10, 10' miteinander ver­ bunden sein. Es ist aber auch möglich, das Band 34 zu einem Sprengring zu formen, der eng anliegend auf den Pumpemkörper 20, 60 geschoben wird. Weiter­ hin ist es möglich, die beiden Enden des Ventilban­ des 34 durch eine Klammer oder Zugfeder zu verbin­ den.

Die Erweiterungen 70 an den Längsrändern des Bandes 34 dienen dazu, dieses auf dem Pumpenkörper 20, 60 gegen axiale Verlagerungen zu sichern. Hierzu sind zu beiden Seiten der Radialbohrungen 32 beziehungs­ weise 64 Führungen 74 vorgesehen, die eng an den Erweiterungen 70 anliegen. Die Führungen 74 sind in Fig. 4 als Ringabschnitte dargestellt. Andere For­ men, zum Beispiel Stifte, die auf beiden Seiten des Ventilbandes 34 an den Erweiterungen 70 anliegen, sind gleichfalls geeignet, das Band gegen eine Ver­ drehung zu halten. Dadurch wird das Band 34 sowohl gegen Drehbewegungen als auch axiale Verlagerungen gesichert.

In einer in Fig. 3a gebrochen dargestellten Aus­ führungsform weist das Ventilband 34 anstelle der oben beschriebenen Verbreiterungen entlang seiner Längsränder 68 Einschnitte 76 auf, die sich gegen entsprechend geformte Führungen neben den Radial­ bohrungen legen und das Band 34 gegen Axial- und Drehverlagerungen sichern.

Die erfindungsgemäße Hydraulikpumpe zeichnet sich insbeson­ dere durch einen sehr geringen Geräuschpegel auch während eines Kaltstarts aus. Darüberhinaus wird durch die einzelnen Zungenventile 36 in einem Band 34 verhindert, daß sich unter dem Druck des aus einem Ventil ausströmenden Öls anliegende Ventile gleichfalls öffnen, da die Abhebung bzw. Ventilöff­ nung jeweils auf die Ventilzunge beschränkt ist und sich nicht dem Band entlang fortpflanzen kann.

Bezugszeichenliste

10

(

10

') Zahnradpumpe (Radialkolbenpumpe)

12

(

12

') Pumpengehäuse

14

(

14

') Kammer

16

(

16

') Welle

18

Zahnrad

20

Zahnkranz, Pumpenkörper

22

Innenverzahnung

24

Abstandshalter, Sichel

26

(

26

') Raum

28

Zuführleitung

30

Abführleitung

32

Radialbohrung

34

(

34

') Ventilband, Flachband

36

(

36

') Ventilzunge

40

Zylinderkörper

42

äußere Fläche

44

innere Fläche

46

Exzenter

48

Tragkörper

50

Tragfläche

52

Bohrung

54

Kolben

56

Stirnfläche

5

8

Druckfeder

60

Zylinderkappe

62

Kuppe

64

Bohrung

66

Saugöffnung

68

(

68

') Längsrand

70

Erweiterung, Verbreiterung

72

Spalt

74

Führung

76

Einschnitt

Claims (8)

1. Hydraulikpumpe (10) mit einer Vielzahl von Auslaß­ zellen, deren Auslaßöffnungen (32, 64) in bestimmten Abständen in einer kreiszylindrischen Anordnung zu­ einander liegen und jeweils durch ein als zungen­ förmige Blattfeder (36) ausgebildetes Auslaßventil verschlossen sind, die an einem die Auslaßzellen umschlingenden Flachband (34) befestigt sind, da­ durch gekennzeichnet, daß die Blattfedern (36) zwi­ schen Längsrändern (68) im Flachband (34) liegen und an einem Ende mit dem Flachband (34) verbunden und von einem im wesentlichen U-förmigen Spalt (72) umgeben sind.

2. Hydraulikpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (34) die Auslaßöffnungen (32, 64) als ge­ schlossener Ring elastisch umfaßt.

3. Hydraulikpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (34) sprengringartig ausgebildet und sein Innendurchmesser geringer ist als der Außendurchmes­ ser des Pumpenkörpers (20, 60).

4. Hydraulikpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß, die Auslaßzellen an einem gemeinsamen Auslaßgehäuse liegen, das auf seiner Umfangsfläche mit Führungen (74) versehen ist, die das Flachband (34) wenigstens an Teilbereichen seiner Ränder (68) gegen Drehbewe­ gungen sichern.

5. Hydraulikpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen (74) zu beiden Seiten wenigstens einer Auslaßöffnung (32, 64) liegen und das Flachband (34) im Bereich der Führungen (74) eine mit den Führungen (74) im Eingriff stehende axiale Verbreiterung (70) aufweist.

6. Hydraulikpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen (74) auf beiden Seiten wenigstens einer Auslaßöffnung (32, 64) liegen und das Flachband (34) im Bereich der Führungen (74) einen mit den Führungen (74) im Eingriff stehenden axialen Einschnitt (76) aufweist.

7. Hydraulikpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfedern (36) jeweils eine über den Auslaßöff­ nungen (32, 64) liegende tellerförmige Erweiterung mit einem damit verbundenen und in das Flachband (34) übergehenden Steg aufweisen.

8. Hydraulikpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Auslaßöffnungen (32, 64) größer als die Länge der Blattfedern (36) ist.