EP0088811B1

EP0088811B1 - Flügelzellenpumpe, insbesondere zur Lenkhilfe

Info

Publication number: EP0088811B1
Application number: EP19820102063
Authority: EP
Inventors: Heinz Krüger; Heinz Teubner; Rolf Ing. Grad. Tegtmeyer
Original assignee: Vickers Systems GmbH
Current assignee: Cessione luk Fahrzeug - Hidraulik & Co KG GmbH
Priority date: 1982-03-13
Filing date: 1982-03-13
Publication date: 1985-07-31
Also published as: EP0088811A1; JPS58167891A; DE3265002D1; JPH04111583U

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flügelzellenpumpe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Bei einer bekannten Flügelzellenpumpe dieser Art (DE-B-1 104 344), jedoch mit einem sich in das Wellenlagergehäuse erstreckenden Zufuhrkanal, ist eine Dreiteilung des Gehäuses verwirklicht worden.
In einer weiteren Flügelzellenpumpe sind die Merkmale a) bis d) benutzt (GB-A-2 015 648). Der Zufuhrkanal ist oberhalb des Nockenrings angeordnet und mündet in einen Kanal, der diesen Nockenring ringförmig umgibt. Die ZufuhrkanalAbdichtflächen sind somit nicht von der Pumpenachse oder Welle weggerückt angeordnet. Unterschiedliche Formen und Größen von Gehäusehauptteile, Wellenlagergehäuse und Zufuhrgehäuse zum Aufbau unterschiedlicher Pumpengrößen und -typen sind nicht offenbart.
Das Zusammenflanschen von unterschiedlich großen Pumpen und Motoren ist an sich bekannt (GB-A-1 290 148), jedoch handelt es sich dabei nicht um das Zusammenbauen unterschiedlicher Formen und Größen von Baugruppen zum Aufbau unterschiedlicher Pumpengrößen und Typen.
Flügelzellenpumpen gibt es in unterschiedlichen Typen und Baugrößen, wobei für jede Type und Baugröße jeweils ein unterschiedliches Gehäuse verwendet wird. Wenn es gelingt, ein und dieselben Bauteile für unterschiedliche Pumpentypen und Baugrößen wenigstens teilweise zu verwenden, können bedeutende Kosteneinsparungen erzielt werden.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Baureihe von Flügelzellenpumpen zu schaffen, die durch Austausch von Baugruppen aus einer Grundtype hervorgeht und einen weiten Anwendungsbereich abdeckt.
Die gestellte Aufgabe wird aufgrund der Maßnahmen des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche beziehen sich auf Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.
Mit dem Erfindungskonzept lassen sich direkt angetriebene Pumpen (d. h. in Achsrichtung der Welle angetriebene Pumpen), indirekt angetriebene Pumpen (d. h. achsparallel angetriebene Pumpen, z. B. durch Keilriemen oder Zahnrad- übersetzungen), mit Zusätzen bestückte Pumpen (z. B. mit zusätzlicher Radialkolbenpumpe), ferner mit angeflanschtem Tank oder entfernt angeordnetem Tank sowie mit unterschiedlichen Fördervolumen zusammenstellen, wobei die diversen Bauteile in unterschiedlichen Pumpentypen verwendet werden können. Die dadurch erzielbaren größeren Stückzahlen der Bauteile und insbesondere der Gehäuseteile lassen eine Kostenreduzierung für die einzelne Pumpe erwarten.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt

Fig. 1 eine direkt angetriebene Flügelzellenpumpe im Querschnitt,
Fig.2 ein Wellenlagergehäuse für eine indirekt angetriebene Flügelzellenpumpe,
Fig. 3 ein Wellenlagergehäuse mit zusätzlicher Radialkolbenpumpe,
Fig. 4 ein Gehäusehauptteil für eine Pumpe mit größerem Pumpenstrom,
Fig. ein Tankgehäuse von unten gesehen, und
Fig. 6 einen Adapter.

Die Flügelzellenpumpe (Fig. 1) weist drei hauptsächliche Baugruppen auf, nämlich die eigentliche Pumpe 1, den Antrieb 2 und die hydraulische Flüssigkeitszufuhr 3. Jede dieser Baugruppen ist jeweils in einem gesonderten Gehäuseteil untergebracht, nämlich in einem Gehäusehauptteil 10, einem Wellenlagergehäuse 20 und einem Zufuhrgehäuseteil 30. Die Flügelzellenpumpe weist eine Achse 4-4 auf, und senkrecht zu dieser erstreckt sich eine radiale äußere Abdichtfläche 11 des Gehäusehauptteils 10 sowie eine weitere radiale äußere Abdichtfläche 21 des Wellenlagergehäuses 20. Am Gehäusehauptteil 10 ist eine weitere, achsparallele äußere Abdichtfläche 12 angebracht, die mit einer achsparallelen, äußeren Abdichtfläche 31 des Zufuhrgehäuseteils 30 kooperiert. In der Abdichtfläche 21 ist eine Ringaussparung 22 vorgesehen, in welcher ein Dichtring 23 eingelegt ist. In gleicher Weise ist in der Abdichtfläche 31 eine Ringaussparung 32 zur Aufnahme einer Ringdichtung 33 vorgesehen.
Das Gehäusehauptteil 10 weist Innenräume 13 und 14 auf, die achskonzentrisch angeordnet sind und ineinander übergehen. Im Innenraum 13 ist eine Baugruppe eingesetzt, die einen Nockenring 15, einen Rotor 16 und eine Druckplatte 17 beinhaltet. Im Innenraum 14 ist ein Stromregelventil 18 untergebracht, welches in seinem Inneren gegebenenfalls noch ein nicht dargestelltes Druckbegrenzungsventil beherbergt. Das Gehäusehauptteil weist noch Kanäle zur Zu- und Abfuhr der Hydraulikflüssigkeit auf, von denen lediglich Teile der Zufuhrkanäle 19 angedeutet sind, welche sich rechts und links vom Stromregelventil 18 erstrecken und in nicht dargestellte, knieförmige Kanäle einmünden, die zu den Einlaßöffnungen der Arbeitsräume der Pumpe führen. (Die EP-A-0 068 035, gehörend zum Stand der Technik nach Artikel 54(3) EPÜ, zeigt die näheren Einzelheiten der Kanalführung.)
Das Wellenlagergehäuse 20 weist eine Stufenbohrung 24 zur Aufnahme eines Lagers 25 sowie einer Wellendichtung 26 auf. Eine Welle 27 weist Klauen 28 an einem Ende und eine nicht dargestellte Kerbverzahnung am anderen Ende auf, die in eine entsprechende Aussparung des Rotors 16 eingreift, um diesen anzutreiben. Am Gehäuse 20 kann ein Befestigungsflansch 29 vorgesehen sein, um die Flügelzellenpumpe insgesamt zu befestigen. Die Klauen 28 dienen zum Eingriff in eine Welle, die sich entlang der Achse 4-4 erstreckt und beispielsweise einem Kompressor angehören kann Dieser Antrieb über zueinander fluchtende Wellen wird als direkter Antrieb bezeichnet. Da die Welle 27 durch einen solchen direkten Antrieb praktisch keinen Biegekräften unterliegt, wird nur die eine Lagerstelle 25 benötigt.
Fig. 2 zeigt ein Wellenlagergehäuse 40 für indirekten Antrieb der Welle 41, die an ihrem äußeren Ende eine Riemenscheibe 42 trägt und über einen Keilriemen angetrieben werden kann. Als Alternative ist der Antrieb über ein Kettenzahnrad und Kette bzw. über Zahnräder möglich. Bei diesen Antriebsarten unterliegt die Welle 41 einem Biegemoment, weswegen zwei Lager 44 und 45 vorgesehen sind. Die radiale äußere Abdichtfläche 21 entspricht Fig. 1 und braucht deshalb nicht näher beschrieben zu werden. Innerhalb der Ringnut 22 sind nieren- oder bogenförmige Nuten 46 und 47 angeordnet, die in bekannter Weise mit der Zu- und Abfuhr der Hydraulikflüssigkeit zu tun haben und deshalb in sämtlichen Ausführungsformen des Wellenlagergehäuses vorgesehen sind.
Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Wellenlagergehäuses 50. Dieses besteht aus zwei Teilen 51 und 52, welche eine Welle 53 mit Exzenter 54 umschließen. Zum Exzenter 54 führen eine Reihe von Bohrungen 55, die durch Schraubdeckel 56 verschlossen sind. In jeder Bohrung 55 befindet sich ein hohlgebohrter Kolben zur Aufnahme einer Feder, die sich am Dekkel 56 abstützt. In dem Gehäuseteil 51 sind ferner nicht dargestellte Zu- und Abführkanäle vorgesehen, in denen Rückschlagventile sitzen, von denen eines bei 57 dargestellt ist. Die Anordnung bildet eine an sich bekannte Radialkolbenpumpe, die insbesondere zur Niveauregulierung eines Fahrzeugs verwendet wird.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Gehäusehauptteils 10', welches sich nur durch eine größere axiale Erstreckung des Innenraums 13' von der Ausführungsform nach Fig. 1 unterscheidet. Es versteht sich, daß der Nockenring 15' und der Rotor 16' entsprechend breiter ausgeführt sind, während die Andruckplatte 17 und das Stromregelventil 18 unverändert übernommen werden können. Die radiale äußere Andichtfläche 11 und die achsparallele äußere Abdichtfläche 12 entsprechend der Ausführungsform nach Fig. 1.
In Fig. 1 ist das Zufuhrgehäuseteil 30 als Tankgehäuse für das Standardvolumen ausgebildet. Es sind ein Vorratsraum 34 und ein Filterraum 35 vorgesehen, zu dem die nicht dargestellte Rückführung des Hydraulikstromkreises führt. Eine Schraubbohrung 36 dient zur Befestigung des nicht dargestellten Filters.
Fig. 5 zeigt das Tankgehäuse 30 von unten gesehen. Innerhalb der achsparallelen äußeren Abdichtfläche 31 sind zwei Schraubbohrungen 37 und ein Durchlaß 38 zu erkennen. Die Bohrungen 37 dienen zur Befestigung des Tankgehäuses 30 mittels Schrauben am Gehäusehauptteil 10. Der Durchlaß 38 führt zu den beiden gebohrten Zuführkanälen 19, die in gewissem parallelem Abstand zueinander angeordnet sind.
Wie aus Fig. 1 und 5 ersichtlich, ist der Standardtank asymmetrisch zum Durchlaß 38 ausgebildet. Es versteht sich, daß je nach den Erfordernissen die Asymmetrie abgewandelt werden kann und daß auch symmetrische Tanks möglich sind. Wenn Tanks mit vergrößertem Volumen gewünscht werden, wird eine größere Ausladung und Höhe des Vorratsbereichs 34 gewählt. Als Material der Tankwände kommen Aluminiumdruckguß, Kunststoff oder Blech in Betracht.
Mitunter ist es erwünscht, Tank und Pumpe voneinander getrennt anzuordnen. Für diesen Fall ist ein Adapter 60 (Fig. 6) als Zufuhrgehäuseteil vorgesehen. Der Adapter 60 weist eine Zufuhrverschraubung 61 auf, die zum Durchlaß 38 führt. Die Unterseite des Adapters entspricht der in Fig. 5 dargestellten Abdichtfläche 31.
Durch Abwandlung der Pumpenbaugruppe 1 lassen sich unterschiedliche Größen von Flügelzellenpumpen erstellen, wobei man im wesentlichen nur die axiale Länge des Nockenrings 15 und des Rotors 16 zu verändern braucht. Dies ist wegen der Zufuhr von Hydraulikflüssigkeit von beiden Seiten des Rotors ohne Inkaufnahme von Kavitation möglich. Durch Anflanschen von unterschiedlichen Antriebsbaugruppen 2 lassen sich so unterschiedliche Pumpentypen (für direkten Antrieb, indirekten Antrieb mit zusätzlicher Radialkolbenpumpe) erstellen. Die Typenreihe kann noch dadurch ausgeweitet werden, daß Form und Größe der Tankbaugruppe 3 variiert wird. Dadurch kann man sich den gegebenen Raumverhältnissen anpassen.
Statt der achsparallelen Anordnung der äußeren Abdichtflächen 12, 31 können diese auch schräg zur Achsrichtung 4-4 verlaufen. In jedem Fall sind die Abdichtflächen 12, 31 in radialer Richtung von der Pumpenachse weggerückt und liegen, in axialer Richtung gesehen, außerhalb des durch die parallelen Grenzflächen 16a, 16b des Rotors definierten Bereiches.

Claims

1. Flügelzellenpumpe, insbesondere zur Lenkhilfe, mit einem Gehäuse einschließlich von Zufuhrkanälen (38, 19) und Abfuhrkanälen, einem Nockenring (15), einem Rotor (16), einer Druckplatte (17), Ventileinrichtungen (18) und einer Welle (27, 41, 53) sowie mit folgenden Merkmalen:
das Gehäuse ist unterteilt in

a) ein Gehäusehauptteil (10, 10') mit einem Pumpeneinsatzinnenraum (13) zur Aufnahme von Nockenring, Rotor und Druckplatte sowie mit einem in Achsrichtung daneben angeordneten Ventilaufnahmeraum (14), ferner mit einer radialen Abdichtfläche (11) und einer weiteren Zufuhrkanalabdichtfläche (12),

b) ein Wellenlagergehäuse (20, 40, 50) mit einer radialen Abdichtfläche (21) und

c) ein Zufuhrgehäuseteil (30, 60) mit einer weiteren Zufuhrkanalabdichtfläche (31);

d) die radialen äußeren Abdichtflächen (11,21) und die weiteren Zufuhrkanalabdichtflächen (12, 31) passen aufeinander und werden unter Einfügung von Dichtungen (23, 33) bei Verschraubung der Teile aufeinander gepreßt;

gekennzeichnet durch

e) es sind unterschiedliche Formen und Größen von Gehäusehauptteil (10, 10'), Wellenlagergehäuse (20, 40, 50) und Zufuhrgehäuse (30, 60) zum Aufbau unterschiedlicher Pumpengrößen und -typen vorgesehen;

f) die weiteren Zufuhrkanalabdichtflächen (12, 31) sind in radialer Richtung von der Pumpenachse weggerückt und liegen, in axialer Richtung gesehen, außerhalb des durch die parallelen Grenzflächen (16a, 16b) des Rotors (16) definierten Bereichs, d. h. die von ihnen abgedichteten Zufuhrkanäle (38, 19) erstrecken sich neben dem Pumpeneinsatzinnenraum (13) bis zu beiden Seiten des Ventilaufnahmeraums (14) bzw. der Ventileinrichtungen (18) und biegen dann in Richtung der Einlaßöffnungen der Arbeitsräume der Pumpe ab.

2. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum (13, 13') des Gehäusehauptteils (10, 10') für unterschiedliche Pumpengrößen in Achsrichtung (4-4) unterschiedlich lang ist.

3. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Aufbau unterschiedlicher Pumpentypen verschiedenartige Wellenlagergehäuse (20, 40, 50) mit einer Lagerstelle (25) und mit zwei Lagerstellen (44, 45) vorgesehen sind.

4. Flügelzellenpumpe nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweigeteiltes Wellenlagergehäuse (50) zur Aufnahme einer zusätzlichen Radialkolbenpumpe (54, 55, 56, 57) vorgesehen ist.

5. Flügelzellenpumpe nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zufuhrgehäuseteil als asymmetrisches Tankgehäuse (30) ausgebildet ist.

6. Flügelzellenpumpe nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zufuhrgehäuseteil als Adapter (60) für ein entfernt anzuordnendes Tankgehäuse ausgebildet ist.