EP0254721B1 - Vane pump - Google Patents
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- EP0254721B1 EP0254721B1 EP19860904170 EP86904170A EP0254721B1 EP 0254721 B1 EP0254721 B1 EP 0254721B1 EP 19860904170 EP19860904170 EP 19860904170 EP 86904170 A EP86904170 A EP 86904170A EP 0254721 B1 EP0254721 B1 EP 0254721B1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
Definitions
- the invention relates to a vane line pump according to the preamble of claim 1.
- Such a pump design is known from DE-OS 32 14 688.
- This pump is constructed so that a pressure plate on the input side of the drive shaft is acted upon by the delivery pressure.
- the pressure plate is supported on a so-called pump package consisting of a rotor, blades and cam ring.
- This pump package in turn bears against a further pressure plate inserted into a large opening in the pump housing.
- the pressure plate which also serves as an end cover, is sealed on its outer circumference in the housing and is in contact on one side with a retaining ring which engages in a groove in the housing opening.
- the drive shaft is mounted on the input side in the housing, penetrates the pressure plate located there and is additionally supported in the pressure plate that closes the large opening.
- the pump package is held in contact with the other pressure plate by the pressure plate acted upon on the inlet side, so that the inevitable manufacturing tolerances are compensated for and the delivery losses are thus minimized.
- Springs are also supported on the pressure plate.
- the pump components are in mutual contact. So that only a partial surface of the pressure plate is effective when the delivery pressure is sufficient, it has a so-called pressure field limitation, which is achieved with the help of radial sealing rings.
- One radial sealing ring is held in a relatively complicated seal carrier which is assembled with the drive shaft bearing and which enables the compensation of larger axial sealing tolerances.
- Another DE-OS 15 53 043 shows a so-called impeller pump with elastic conveying members, which also has a pressure plate on the side with the small opening and on the opposite side an end plate firmly screwed to the housing as an attachment for the impeller.
- This pump is used to convey food and therefore works at low pressures. It is therefore sufficient to press the pressure plate with only one spring.
- an ordinary O-ring in a recess open to the shaft is sufficient, which seals the outer diameter of the pressure plate against the housing.
- the invention has for its object to provide a high-pressure pump that manages without using one or more springs for pressing the pressure plate lying on the input side of the drive shaft.
- the sealing ring inserted into the pressure plate is inserted axially resiliently into a groove running around the end face.
- This sealing ring together with a radial sealing ring, limits a pressure field acted upon by the outlet pressure, which presses the pressure plate axially resiliently against the pump package when the pump is at a standstill.
- the axial fixing of the external pressure plate by screwing enables tight tolerances. This, in turn, is the reason why a small spring travel is sufficient for pressing the inner pressure plate, so that an elastic sealing ring can be used as the pressing element.
- This sealing ring presses the internal pressure plate against the pump package alone in the start phase of the pump until the pump can build up sufficient pressure, which then presses the pressure plate via the pressure field.
- the invention results in a very low construction cost.
- the construction length of the pump can be kept short, since no additional space is required for axial pressure springs.
- the additional support ring protects the seal from being pressed inwards by the high pressure in the narrow gap between the housing surface and the pressure plate.
- a drive shaft 3 is inserted into a pump housing 1 through a small opening 2.
- the drive shaft 3 is supported in a roller bearing 4 on the input side and in a roller bearing 6 arranged in a pressure plate 5.
- the pressure plate 5 closes a larger opening 7 and therefore at the same time has the function of a housing cover.
- the drive shaft carries a rotor 8 on a spline toothing.
- Radially movable vanes 10 are guided in radial slots of the rotor 8 and slide along a cam ring 11.
- a pressure plate 12 lying on the side of the smaller opening 2 is supported on the pump package consisting of rotor, blades and cam ring.
- the pressure plate 5, the cam ring 11 and the pressure plate 12 are aligned with one another by pins 9.
- the pressure plate 12 has cutouts with pressure openings 13.
- the pressure zone of the pump lies in the area of the pressure openings 13.
- Delivery chambers (not shown in the drawing) between the vanes 10, the rotor 8 and the cam ring 11 are connected via a partially annular space 14 to a suction bore 15 connected to a tank.
- the pressure oil delivered by the vanes 10 to the pressure side passes through the pressure openings 13 and a narrow pressure chamber 16 into an outlet channel 17.
- This outlet channel 17 is not via a visible outlet bore connected to a consumer, for example a hydraulic steering device.
- the consumer-dependent delivery pressure forms in the narrow pressure chamber 16, behind the pressure plate 12, which presses the pressure plate 12 against the pump package 8, 10, 11 and this against the outer pressure plate 5. This reduces the pump's internal gap losses to a minimum.
- Vane pumps of the type described so far are generally known.
- the pressure plate 5, which closes the larger opening 7, is pressed against an end-face contact surface 20 of the housing 1 and screwed to the housing 1 by bolts 21.
- the axial sealing ring 23 also ensures that the pressure plate 12 is held in the rest position on the pump package 8, 10, 11 and this in turn on the pressure plate 5 in tight contact.
- the pump thus shows a perfect start-up behavior.
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Flügelzeilenpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a vane line pump according to the preamble of
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.Such a pump design is known from DE-OS 32 14 688. This pump is constructed so that a pressure plate on the input side of the drive shaft is acted upon by the delivery pressure. The pressure plate is supported on a so-called pump package consisting of a rotor, blades and cam ring. This pump package in turn bears against a further pressure plate inserted into a large opening in the pump housing. The pressure plate, which also serves as an end cover, is sealed on its outer circumference in the housing and is in contact on one side with a retaining ring which engages in a groove in the housing opening. The drive shaft is mounted on the input side in the housing, penetrates the pressure plate located there and is additionally supported in the pressure plate that closes the large opening.
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.As already mentioned, the pump package is held in contact with the other pressure plate by the pressure plate acted upon on the inlet side, so that the inevitable manufacturing tolerances are compensated for and the delivery losses are thus minimized. Springs are also supported on the pressure plate. During the start-up phase of the pump, as long as sufficient delivery pressure is not available, the pump components are in mutual contact. So that only a partial surface of the pressure plate is effective when the delivery pressure is sufficient, it has a so-called pressure field limitation, which is achieved with the help of radial sealing rings. One radial sealing ring is held in a relatively complicated seal carrier which is assembled with the drive shaft bearing and which enables the compensation of larger axial sealing tolerances.
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.Another DE-OS 15 53 043 shows a so-called impeller pump with elastic conveying members, which also has a pressure plate on the side with the small opening and on the opposite side an end plate firmly screwed to the housing as an attachment for the impeller. This pump is used to convey food and therefore works at low pressures. It is therefore sufficient to press the pressure plate with only one spring. To seal the pressure plate, an ordinary O-ring in a recess open to the shaft is sufficient, which seals the outer diameter of the pressure plate against the housing.
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.The invention has for its object to provide a high-pressure pump that manages without using one or more springs for pressing the pressure plate lying on the input side of the drive shaft.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale und Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the features and characteristics of
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.According to the invention, the sealing ring inserted into the pressure plate is inserted axially resiliently into a groove running around the end face. This sealing ring, together with a radial sealing ring, limits a pressure field acted upon by the outlet pressure, which presses the pressure plate axially resiliently against the pump package when the pump is at a standstill.
Nach Anspruch 2 ist es vorteilhaft, den axial wirkenden Dichtring über einen elastischen Stützring abzustützen.According to
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.The axial fixing of the external pressure plate by screwing enables tight tolerances. This, in turn, is the reason why a small spring travel is sufficient for pressing the inner pressure plate, so that an elastic sealing ring can be used as the pressing element. This sealing ring presses the internal pressure plate against the pump package alone in the start phase of the pump until the pump can build up sufficient pressure, which then presses the pressure plate via the pressure field. The invention results in a very low construction cost. The construction length of the pump can be kept short, since no additional space is required for axial pressure springs. The additional support ring protects the seal from being pressed inwards by the high pressure in the narrow gap between the housing surface and the pressure plate.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Flügelzellenpumpe.An embodiment of the invention is explained below with reference to the drawing. This shows a longitudinal section through the vane pump according to the invention.
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.A
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.The
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.Between the suction bore 15 and the
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.It is advantageous to the
- 1 Pumpengehäuse1 pump housing
- 2 kleine Öffnung in 12 small openings in 1
- 3 Antriebswelle3 drive shaft
- 4 Wälzlager4 roller bearings
- 5 Druckplatte5 pressure plate
- 6 Wälzlager6 roller bearings
- 7 größere Öffnung in 17 larger opening in 1
- 8 Rotor8 rotor
- 9 Stifte9 pens
- 10 Flügel10 wings
- 11 Kurvenring11 curve ring
- 12 Druckplatte12 pressure plate
- 13 Drucköffnung13 pressure opening
- 14 teilringförmiger Raum14 partially ring-shaped room
- 15 Saugbohrung15 suction hole
- 16 Druckkammer16 pressure chamber
- 17 Auslaßkanal17 outlet duct
- 18 Stromregelventil18 flow control valve
- 19 Nut in 1219 groove in 12
- 20 stirnseitige Anlagefläche20 front contact surface
- 21 Bolzen21 bolts
- 22 Radialdichtring22 radial sealing ring
- 23 Axialdichtring23 axial sealing ring
- 24 Gehäusefläche24 housing surface
- 25 Stützring25 support ring
Claims (2)
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