EP0254721B1

EP0254721B1 - Flügelzellenpumpe

Info

Publication number: EP0254721B1
Application number: EP19860904170
Authority: EP
Inventors: Johann Merz; Eckard Keicher
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1985-07-26
Filing date: 1986-07-17
Publication date: 1989-01-11
Also published as: WO1987000587A1; DE3624173A1; DE3661757D1; EP0254721A1; JPS63500731A; BR8607154A; US4772190A; JP2576979B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flügelzeilenpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Pumpenausführung ist aus der DE-OS 32 14 688 bekannt. Diese Pumpe ist so aufgebaut, daß eine Druckplatte auf der Eingangsseite der Antriebswelle vom Förderdruck beaufschlagt ist. Die Druckplatte stützt sich an einem sogenannten aus Rotor, Flügel und Kurvenring bestehenden Pumpenpaket ab. Dieses Pumpenpaket wiederum liegt an einer weiteren, in eine große Öffnung des Pumpengehäuses eingeführten Druckplatte an. Die gleichzeitig als Abschlußdeckel dienende Druckplatte ist an ihrem Außenumfang im Gehäuse abgedichtet und an einem in eine Nut der Gehäuseöffnung einrastenden Haltering einseitig in Anlage. Die Antriebswelle ist auf der Eingangsseite im Gehäuse gelagert, durchdringt die dort gelegene Druckplatte und ist in der die große Öffnung verschließende Druckplatte zusätzlich gelagert.
Das Pumpenpaket wird, wie bereits angeführt, durch die auf der Eingangsseite beaufschlagte Druckplatte an der anderen Druckplatte in Anlage gehalten, so daß die unvermeidlichen Fertigungstoleranzen ausgeglichen und damit die Förderverluste minimiert werden. An der Druckplatte stützen sich außerdem Federn ab, die in der Anlaufphase der Pumpe, solange noch kein ausreichender Förderdruck vorhanden ist, für eine gegenseitige Anlage der Pumpenbauteile sorgen. Damit bei ausreichendem Förderdruck nur eine Teilfläche der Druckplatte wirksam ist, weist diese eine sogenannte Druckfeldbegrenzung auf, die mit Hilfe von Radialdichtringen erreicht wird. Der eine Radialdichtring ist in einem verhältnismäßig komplizierten, mit dem Antriebswellenlager zusammengebauten Dichtungsträger gehalten, der den Ausgleich größerer axialer Dichttoleranzen ermöglicht.
Eine weitere DE-OS 15 53 043 zeigt eine sogenannte Flügelradpumpe mit elastischen Fördergliedern, die gleichfalls auf der Seite mit der kleinen Öffnung eine Druckplatte und auf der gegenüberliegenden Seite eine mit dem Gehäuse fest verschraubte Endplatte als Anlage für das Flügelrad aufweist. Diese Pumpe dient zum Fördern von Nahrungsmitteln und arbeitet daher mit niedrigen Drücken. Es genügt daher, die Druckplatte nur mit einer Feder anzudrücken. Zur Abdichtung der Druckplatte reicht ein gewöhnlicher O-Dichtring in einer zur Welle offenen Aussparung aus, welcher den Außendurchmesser der Druckplatte gegenüber dem Gehäuse abdichtet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hochdruckpumpe zu schaffen, die ohne Verwendung einer oder mehrerer Federn zum Andrücken der auf der Eingangsseite der Antriebswelle liegenden Druckplatte auskommt.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale und Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.
Nach der Erfindung ist der in die Druckplatte eingesetzte Dichtring axial federnd in eine stirnseitig umlaufende Nut eingesetzt. Dieser Dichtring begrenzt zusammen mit einem Radialdichtring ein vom Auslaßdruck beaufschlagtes Druckfeld, der im Stillstand der Pumpe die Druckplatte axial federnd gegen das Pumpenpaket drückt.
Nach Anspruch 2 ist es vorteilhaft, den axial wirkenden Dichtring über einen elastischen Stützring abzustützen.
Das axiale Festlegen der außenliegenden Druckplatte durch Verschrauben ermöglicht enge Toleranzen. Dies wiederum ist die Ursache dafür, daß ein kleiner Federweg für das Andrücken der innenliegenden Druckplatte ausreicht, so daß sich als Andrückelement ein elastischer Dichtring verwenden läßt. Dieser Dichtring drückt die innenliegende Druckplatte in der Startphase der Pumpe alleine gegen das Pumpenpaket, bis die Pumpe einen ausreichenden Druck aufbauen kann, der dann über das Druckfeld die Anpressung der Druckplatte besorgt. Durch die Erfindung ergibt sich ein sehr geringer Bauaufwand. Man kann die Bäulänge der Pumpe kurzhalten, da kein zusätzlicher Raum für Axialdruckfedern nötig ist. Der zusätzliche Stützring schützt die Dichtung davor, daß diese durch den hohen Druck nach innen in den engen Spalt zwischen Gehäusefläche und Druckplatte gepreßt wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Flügelzellenpumpe.
In ein Pumpengehäuse 1 ist durch eine kleine Öffnung 2 eine Antriebswelle 3 eingeführt. Die Antriebswelle 3 ist in einem eingangsseitigen Wäizfager 4 und in einem in einer Druckplatte 5 angeordneten Wälzlager 6 abgestützt. Die Druckplatte 5 verschließt eine größere Öffnung 7 und hat daher gleichzeitig die Funktion eines Gehäusedeckels. Die Antriebswelle trägt auf einer Keilverzahnung einen Rotor 8. In radialen Schlitzen des Rotors 8 sind radial bewegliche Flügel 10 geführt, die an einem Kurvenring 11 entlanggleiten. Eine auf der Seite der kleineren Öffnung 2 liegende Druckplatte 12 stützt sich an dem aus Rotor, Flügel und Kurvenring bestehenden Pumpenpaket ab. Die Druckplatte 5, der Kurvenring 11 und die Druckplatte 12 sind durch Stifte 9 zueinander ausgerichtet.
Die Druckplatte 12 weist Aussparungen mit Drucköffnungen 13 auf. Im Bereich der Drucköffnungen 13 liegt die Druckzone der Pumpe. Aus der Zeichnung nicht ersichtliche Förderkammern zwischen den Flügeln 10, dem Rotor 8 und dem Kurvenring 11 stehen über einen teilringförmigen Raum 14 mit einer an einen Tankangeschlossenen Saugbohrung 15 in Verbindung. Das von den Flügeln 10 zur Druckseite geförderte Drucköl gelangt über die Drucköffnungen 13 und eine schmale Druckkammer 16 in einen Auslaßkanal 17. Dieser Auslaßkanal 17 ist über eine nicht sichtbare Auslaßbohrung mit einem Verbraucher, zum Beispiel einer hydraulischen Lenkeinrichtung, verbunden. Nach Anlauf der Pumpe bildet sich in der schmalen Druckkammer 16, hinter der Druckplatte 12, der verbraucherabhängige Förderdruck aus, der die Druckplatte 12 gegen das Pumpenpaket 8, 10, 11 und dieses gegen die äußere Druckplatte 5 preßt. Damit werden die inneren Spaltverluste der Pumpe auf ein Minimum reduziert.
Zwischen der Saugbohrung 15 und dem Auslaßkanal 17 liegt ein quer zur Antriebswellenachse 3 angeordnetes Stromregelventil 18, welches mit steigender Antriebswellendrehzahl zunehmend überschüssiges Drucköl in die Saugbohrung 15 abregelt. Flügelzellenpumpen der bis hierher beschriebenen Bauart sind allgemein bekannt. Nach der Erfindung ist die die größere Öffnung 7 verschließende Druckplatte 5 an einer stirnseitigen Anlagefläche 20 des Gehäuses 1 angepreßt und durch Bolzen 21 mit dem Gehäuse 1 verschraubt. Durch das axiale Festlegen der Druckplatte 5 können enge Toleranzen eingehalten werden, so daß zur Begrenzung der an der Druckplatte 12 wirksamen Fläche (Druckkammer 16), neben einem Radialdichtring 22, ein weiterer in eine stirnseitige Nut 19 eingesetzter Axialdichtring 23 für eine radiale Gehäusefläche 24 verwendbar ist. Der Axialdichtring 23 sorgt außerdem dafür, daß die Druckplatte 12 auch in Ruhestellung am Pumpenpaket 8, 10, 11 und dieses wiederum an der Druckplatte 5 in dichter Anlage gehalten wird. Die Pumpe zeigt somit ein einwandfreies Anlaufverhalten.
Es ist vorteilhaft, den Axialdichtring 23 über einen Stützring 25, z. B. aus Kunststoff, abzustützen. Damit läßt sich bei Beaufschlagen der Druckplatte 12 ein Einpressen des Axialdichtringes 23 in den radialen Spalt zwischen Gehäusefläche 24 und Druckplatte, in Richtung zur Antriebswelle 3 hin, vermeiden.

Bezugszeichen

1 Pumpengehäuse
2 kleine Öffnung in 1
3 Antriebswelle
4 Wälzlager
5 Druckplatte
6 Wälzlager
7 größere Öffnung in 1
8 Rotor
9 Stifte
10 Flügel
11 Kurvenring
12 Druckplatte
13 Drucköffnung
14 teilringförmiger Raum
15 Saugbohrung
16 Druckkammer
17 Auslaßkanal
18 Stromregelventil
19 Nut in 12
20 stirnseitige Anlagefläche
21 Bolzen
22 Radialdichtring
23 Axialdichtring
24 Gehäusefläche
25 Stützring

Claims

1. Flügelzellenpumpe mit folgenden Merkmalen :

a) ein Gehäuse ist auf einer Seite mit einer kleinen Öffnung (2) für den Eintritt einer Antriebswelle (3) und auf der gegenüberliegenden Seite mit einer größeren Öffnung (7) versehen ;

b) auf der Seite der kleinen Öffnung (2) befindet sich eine durch den Auslaßdruck beaufschlagbare und in Richtung auf ein Pumpenpaket (Rotor 8, Flügel 10, Kurvenring 11) bewegbare Druckplatte (12), durch welche die Antriebswelle (3) hindurchgeführt ist;

c) in die axial bewegbare Druckplatte (12) ist ein Dichtring (23) eingesetzt ;

d) die größere Öffnung (7) ist durch eine gleichzeitig als Deckel dienende Druckplatte (15) verschlossen, an welcher das Pumpenpaket im Betrieb dichtend gleitet ;

e) die Antriebswelle (3) ist in der als Deckel dienenden Druckplatte (5) gelagert, gekennzeichnet durch folgende Merkmale :

f) der in die Druckplatte (12) eingesetzte Dichtring (23) ist axial federnd in eine stirnseitig umlaufende Nut (19) eingesetzt ;

g) der Dichtring (23) begrenzt zusammen mit einem Radialdichtring (22) ein vom_-Auslaßdruck beaufschlagtes Druckfeld ;

h) im Stillstand der Pumpe drückt der axial federnde Dichtring (23) die Druckplatte (12) alleine gegen den Rotor (8).

2. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Axialdichtring (23) über einen elastischen Stützring (25) abgestützt ist.