EP1102934B1 - Zahnradpumpe - Google Patents

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EP1102934B1
EP1102934B1 EP99936564A EP99936564A EP1102934B1 EP 1102934 B1 EP1102934 B1 EP 1102934B1 EP 99936564 A EP99936564 A EP 99936564A EP 99936564 A EP99936564 A EP 99936564A EP 1102934 B1 EP1102934 B1 EP 1102934B1
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EP
European Patent Office
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gear pump
pressure
space
pump according
filter
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EP99936564A
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Michael Reichenmiller
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Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Original Assignee
ZF Lenksysteme GmbH
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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
    • F04C15/0042—Systems for the equilibration of forces acting on the machines or pump
    • F04C15/0049—Equalization of pressure pulses
    • 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
    • F04C11/00—Combinations of two or more machines or pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type; Pumping installations
    • 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
    • F04C13/00—Adaptations of machines or pumps for special use, e.g. for extremely high pressures
    • F04C13/005—Removing contaminants, deposits or scale from the pump; Cleaning

Definitions

  • the present invention relates to a gear pump, in particular a Power steering pump for the drive unit of a motor vehicle, with a drive connected is.
  • Gear pumps find one diverse use in modern motor vehicles.
  • a generic gear pump as described in DE-A1-195 24 965, shows a gear pump connected to a drive, which has a damper space, a Suction chamber, has an oil inlet and an oil drain.
  • the gear pump is in one Housing is integrated and is used both from Tilgerraum and from the suction chamber enclosed.
  • the Tilgerraum extends in the radial direction to the outer Limits of the pressure field, an area in which a certain pressure prevails and in axial direction over the entire housing length. Despite the execution with the Tilgerraum and the suction chamber, is the pulsation damping and the Pressure stabilization inadequate.
  • DE-A1-196 04 517 shows a gear pump, in particular for Powershift transmission of motor vehicles is used and in the two in mesh mutually cooperating gears are rotatably mounted in a pump housing. Between a suckling kidney and a pressure kidney lies an area in which between the Teeth of the gears lying tooth chambers by one, the gears surrounding Housing contour are sealed against each other.
  • a dessert is for the Gear pump provided, which is characterized by this at least one tooth chamber in Direction of rotation is separated from the suction kidney and the pressure kidney, supplied with pressure oil can. The tooth chambers, which were not completely filled, are refilled, so that cavitation is avoided.
  • a gear pump for the drive unit is a Power steering of a motor vehicle which has a pump housing in which two intermeshing gears are housed, each rotatably on a shaft sit and with a led out of the pump housing shaft, with the Drive unit is connected; in the drive connection between the gear pump and the drive unit is at least a reduction stage provided. Due to the reduction of the high speed of the driving shaft into the small speed of the gear pump will be a noise reduction achieved.
  • this known gear pump still has a relatively large volume of construction on.
  • Object of the present invention is to provide a gear pump, in particular as Power steering pump can be used to create an improved pulsation damping and Pressure stabilization and thereby a simplified construction and thus a lower Has construction volume, associated with lower production costs and one Possibility of easy running in at the test bench offers.
  • the sealed suction chamber ensures a calmed oil supply, so that the Noise is reduced.
  • the advantage is a symmetrical Suction through hole and slot from the foreclosed Suction chamber achieved and in addition by the deflection the oil flow on the pressure side a pulse reduction.
  • the housing is designated in the the gear pump 2 is integrated.
  • 3 is a suitable one Drive referred to, for. B. an electric motor, with the Housing 1 is screwed.
  • cylindrical Housing is also a Tilgerraum 4 and a foreclosed Suction chamber 5 is provided, wherein the gear pump 2 from Tilgerraum 4 and are enclosed by the suction chamber 5; the deluge room 4 includes the gear pump 2 on the circumference approximately so far as the inner pressure field of the gear pump reaches and extends over the entire housing length.
  • Tilgerraum 4 are also ribs 16 (Fig. 2) for Pulsation damping and pressure field stabilization provided.
  • the suction side is divided into the suction chamber 5 in the housing 1, in a filter chamber 17 and the volume of the oil tank 7th
  • the sealed suction chamber 5 ensures a calm Oil supply, with the return and the oil flows above described valves outside the foreclosed Swirl suction chamber in the residual volumes.
  • the suction chamber 5 extends as the Tilgerraum. 4 over the entire housing length, so that the attached container volume, d. H. the oil tank 7 smaller can.
  • the filter chamber 17 is enclosed between the lid 6 and a filter cap 10, but is from the suction chamber. 5 separated.
  • a suction valve to Tilgerraum 4 opens into the filter room 17; the filter cap 10 shown only in section is designed such that it fits the rib contour in the Lid sealingly attachable.
  • the cover screw connections are arranged inside the filter. This is the filter when entering the gear pump 2 on the test stand removable.
  • the oil inlet 9 opens in the attached oil tank 7, wherein a pressure relief valve in the lid 6 is provided is that of the Tilgerraum 4 cums in the oil tank 7, so that the pressure relief valve when running the gear pump 2 is blocked on the test bench.
  • 11 denotes a drive shaft of the gear pump 2, 12 a coupling, with 13 (FIG. 4) a suction bore, with 14 a slot and 15 with glasses.
  • a central transverse bore consisting of pressure holes in the absorber room and in the gear pump and the equiaxed suction hole 13, is outside the pump center provided at eyeglass height. This results in a symmetrical Sucking the oil through the bore and slot 14 the sealed suction chamber 5; through the additional diversion the oil flow on the pressure side becomes an impulse reduction achieved.
  • a pressure filter 19th clipped In the central transverse bore is on the pressure side between Tilgerraum and gear pump, a pressure filter 19th clipped.
  • This pressure filter 19 includes a baffle plate 20, so that the flowing from the gear pump 2 pulsating Oil is diverted into the absorber room 4 and only then from the Tilgerraum from the housing 1 can flow. Of the Pressure filter 19 is through the pressure hole in the housing. 1 stuck and clipped.
  • the clutch 12 is because of the provided coupling fuse 18 (Fig. 3) captive during assembly.

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe, insbesondere eine Lenkhelfpumpe für das Antriebsaggregat eines Kraftfahrzeuges, die mit einem Antrieb verbunden ist. Zahnradpumpen finden einen vielfältigen Einsatz im modemen Kraftfahrzeugen.
Eine gattungsgemäße Zahnradpumpe, wie in der DE-A1-195 24 965 beschrieben, zeigt eine mit einem Antrieb verbundene Zahnradpumpe, die einen Tilgerraum, einen Saugraum, einen Ölzulauf und einen Ölablauf aufweist. Die Zahnradpumpe ist in einem Gehäuse integriert und wird sowohl vom Tilgerraum als auch vom Saugraum umschlossen. Der Tilgerraum erstreckt sich in radialer Richtung bis an die äußeren Grenzen des Druckfeldes, einem Bereich in dem ein bestimmter Druck herrscht und in axialer Richtung über die gesamte Gehäuselänge. Trotz der Ausführung mit den Tilgerraum und dem Saugraum, ist die Pulsationsdämpfung und die Druckstabilisierung unzureichend.
Weiterhin zeigt die DE-A1-196 04 517 eine Zahnradpumpe, die insbesondere für Lastschaltgetriebe von Kraftfahrzeugen verwendet wird und in der zwei im Kämmeingriff miteinander zusammenwirkende Zahnräder in einem Pumpengehäuse drehbar gelagert sind. Zwischen einer Saugniere und einer Druckniere liegt ein Bereich, in dem zwischen den Zähnen der Zahnräder liegende Zahnkammern durch eine, die Zahnräder umgebende Gehäusekontur gegeneinander abgedichtet sind. Eine Nachspeiseeinrichtung ist für die Zahnradpumpe vorgesehen, wobei durch diese wenigstens einer Zahnkammer, die in Drehrichtung von der Saugniere und der Druckniere getrennt ist, Drucköl zugeführt werden kann. Die Zahnkammern, die nicht vollständig gefüllt waren, werden dadurch nachgefüllt, so dass Kavitation vermieden wird.
Aus der DE-A1-195 33 215 ist eine Zahnradpumpe für das Antriebsaggregat einer Lenkhilfe eines Kraftfahrzeuges bekannt, die ein Pumpengehäuse aufweist, in dem zwei miteinander kämmende Zahnräder untergebracht sind, die jeweils drehfest auf einer Welle sitzen und mit einer aus dem Pumpengehäuse herausgeführten Welle, die mit dem Antriebsaggregat verbunden ist; in der Antriebsverbindung zwischen der Zahnradpumpe und dem Antriebsaggregat ist wenigstens eine Untersetzungsstufe vorgesehen. Aufgrund der Untersetzung der hohen Drehzahl der antreibenden Welle in die kleine Drehzahl der Zahnradpumpe wird eine Geräuschabsenkung erzielt. Allerdings weist diese bekannte Zahnradpumpe noch ein relativ grosses Bauvolumen auf.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Zahnradpumpe, die insbesondere als Lenkhelfpumpe einsetzbar ist, zu schaffen, die eine verbesserte Pulsationsdämpfung und Druckstabilisierung und dabei einen vereinfachten Aufbau und dadurch ein geringeres Bauvolumen aufweist, verbunden mit geringerem Herstellungskosten und die eine Möglichkeit zum einfachen Einlaufenlassen am Prüfstand bietet.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit dem im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen; vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Integration der Zahnradpumpe und des Tilgerraumes im Gehäuse sowie der Deckel auf dem aufgesetzten Ölbehälter führen zu einem besonders kleinen Bauvolumen und zu einem sehr einfachen Aufbau.
Der abgeschottete Saugraum gewährleistet eine beruhigte Ölzufuhr, so dass die Geräuschentwicklung vermindert wird.
Der Rücklauf mündet im aufgesteckten Ölbehälter und das im Deckel angeordnete Druckbegrenzungsventil spritzt vom Tilgerraum in den Ölbehälter ab, so dass das Druckbegrenzungsventil beim Einlaufen der Zahnradpumpe auf dem Prüfstand blockierbar ist.
Da die zentrale Querbohrung, bestehend aus Druckbohrungen im Tilgerraum und in der Zahnradpumpe und einer gleichachsigen Saugbohrung ausserhalb der Pumpenmitte auf Brillenhöhe gebohrt ist, wird der Vorteil eines symmetrischen Ansaugens über Bohrung und Schlitz aus dem abgeschotteten Saugraum erzielt und zusätzlich durch die Umlenkung des Ölstroms auf der Druckseite eine Impulsminderung.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel dargestellt ist.
Es zeigen:
Fig. 1
einen Schnitt durch das Gehäuse mit eingesetzter Zahnradpumpe,
Fig. 2
eine Stirnansicht,
Fig. 3
eine vergrösserte Darstellung einer Einzelheit und
Fig. 4
eine Variante der in Fig. 3 dargestellten Einzelheit.
In den Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Mit 1 ist das Gehäuse bezeichnet, in das die Zahnradpumpe 2 integriert ist. Mit 3 ist ein geeigneter Antrieb bezeichnet, z. B. ein Elektromotor, der mit dem Gehäuse 1 verschraubt ist. Im vorzugsweise zylindrischen Gehäuse ist ferner ein Tilgerraum 4 und ein abgeschotteter Saugraum 5 vorgesehen, wobei die Zahnradpumpe 2 vom Tilgerraum 4 und vom Saugraum 5 umschlossen werden; der Tilgerraum 4 umfasst die Zahnradpumpe 2 am Umfang ungefähr so weit wie das innere Druckfeld der Zahnradpumpe reicht und erstreckt sich über die gesamte Gehäuselänge.
Im Tilgerraum 4 sind ferner Rippen 16 (Fig. 2) zur Pulsationsdämpfung und zur Druckfeldstabilisierung vorgesehen.
Mit 7 ist ein aufgesteckter Ölbehälter bezeichnet, von dem aus die Zahnradpumpe 2 ansaugt. Mit 6 ist ein Deckel bezeichnet, mit 8 der Ölablauf und mit 9 der Ölzulauf, d. h. der Rücklauf.
Die Saugseite ist unterteilt in den Saugraum 5 im Gehäuse 1, in einen Filterraum 17 und das Volumen des Ölbehälters 7.
Der abgeschottete Saugraum 5 gewährleistet eine beruhigte Ölzufuhr, wobei sich der Rücklauf und die Ölströme über näher beschriebene Ventile ausserhalb des abgeschotteten Saugraums in den Restvolumina verwirbeln.
Der Saugraum 5 erstreckt sich wie der Tilgerraum 4 über die gesamte Gehäuselänge, so dass das aufgesetzte Behältervolumen, d. h. der Ölbehälter 7 kleiner ausfallen kann.
Der Filterraum 17 ist eingeschlossen zwischen dem Dekkel 6 und einer Filterkappe 10, ist jedoch vom Saugraum 5 getrennt.
Ein Nachsaugventil zum Tilgerraum 4 mündet im Filterraum 17; die - nur im Schnitt - dargestellte Filterkappe 10 ist derart ausgestaltet, dass sie auf die Rippenkontur im Deckel dichtend aufsteckbar ist. Die Deckelverschraubungen sind innerhalb des Filters angeordnet. Dadurch ist das Filter beim Einlaufen der Zahnradpumpe 2 am Prüfstand abnehmbar.
Der Ölzulauf 9 mündet im aufgesteckten Ölbehälter 7, wobei ein Druckbegrenzungsventil im Deckel 6 vorgesehen ist, das vom Tilgerraum 4 in den Ölbehälter 7 abspritzt, so dass das Druckbegrenzungsventil beim Einlaufen der Zahnradpumpe 2 auf dem Prüfstand blockierbar ist.
Mit 11 ist eine Antriebswelle der Zahnradpumpe 2 bezeichnet, mit 12 eine Kupplung, mit 13 (Fig. 4) eine Saugbohrung, mit 14 ein Schlitz und mit 15 eine Brille.
Eine zentrale Querbohrung, bestehend aus Druckbohrungen im Tilgerraum und in der Zahnradpumpe und die gleichachsige Saugbohrung 13, ist ausserhalb der Pumpenmitte auf Brillenhöhe vorgesehen. Dadurch erfolgt ein symmetrisches Ansaugen des Öls über Bohrung und Schlitz 14 aus dem abgeschotteten Saugraum 5; durch die zusätzliche Umlenkung des Ölstroms auf der Druckseite wird eine Impulsminderung erzielt.
In die zentrale Querbohrung wird auf der Druckseite zwischen Tilgerraum und Zahnradpumpe ein Druckfilter 19 eingeklipst. Dieser Druckfilter 19 enthält eine Prallplatte 20, so daß das aus der Zahnradpumpe 2 strömende pulsierende Öl in den Tilgerraum 4 umgelenkt wird und erst dann aus dem Tilgerraum aus dem Gehäuse 1 abströmen kann. Der Druckfilter 19 wird durch die Druckbohrung in das Gehäuse 1 gesteckt und eingeklipst.
Die Kupplung 12 ist wegen der vorgesehenen Kupplungssicherung 18 (Fig. 3) bei der Montage verliersicher.
Bezugszeichen
1
Gehäuse
2
Zahnradpumpe
3
Antrieb
4
Tilgerraum
5
Saugraum
6
Deckel
7
Ölbehälter
8
Ölablauf
9
Ölzulauf
10
Filterkappe
11
Antriebswelle
12
Kupplung
13
Saugbohrung
14
Schlitz
15
Brille
16
Rippe
17
Filterraum
18
Kupplungssicherung
19
Druckfilter
20
Prallplatte

Claims (10)

  1. Zahnradpumpe, insbesondere Lenkhelfpumpe für das Antriebsaggregat eines Kraftfahrzeuges, mit folgenden Merkmalen:
    Die Zahnradpumpe ist mit einem Antrieb verbindbar und weist einen Tilgerraum (4) zur Pulsationsdämpfung, einen Saugraum (5), einen Ölzulauf (9) und einen Ölablauf (8) auf;
    die Zahnradpumpe (2) weist ein sie umhüllendes Gehäuse (1) auf;
    die Zahnradpumpe (2) weist ein Druckfeld auf, welches den Bereich auf der Druckseite der Zahnradpumpe (2) umfasst, in welchem zwischen den Zähnen der Zahnradpumpe (2), der sie umgebenden inneren Wandung des Gehäuses (1) und den Brillen (15) der Druck aufgebaut wird;
    die Zahnradpumpe (2) wird sowohl vom Tilgerraum (4) als auch vom Saugraum (5) umschlossen;
    der Tilgerraum (4) erstreckt sich in radialer Richtung bis an die äußeren Grenzen des Druckfeldes und in axialer Richtung über die gesamte Gehäuselänge;
    der Saugraum (5) erstreckt sich in axialer Richtung über die gesamte Gehäuselänge.
    gekennzeichnet durch das folgende Merkmal:
    im Tilgerraum (4) sind Rippen (16) zur Pulsationsdämpfung und zur Druckfeldstabilisierung vorgesehen;
  2. Zahnradpumpe nach Anspruch 1, dadurch ge- kennzeichnet, daß zwischen einem Deckel (6) und einer Filterkappe (10) ein Filterraum (17) vorgesehen ist.
  3. Zahnradpumpe nach Anspruch 2, dadurch ge- kennzeichnet, dass ein Nachsaugventil für den Tilgerraum (4) im Filterraum (17) mündet.
  4. Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Ölzulauf (9) in den Ölbehälter (7) mündet.
  5. Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Deckel (6) mit einem Druckbegrenzungsventil versehen ist.
  6. Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge- kennzeichnet, dass eine zentrale Querbohrung, bestehend aus Druckbohrungen im Tilgerraum (4) und gleichachsig in der Zahnradpumpe, vorgesehen ist.
  7. Zahnradpumpe nach Anspruch 6, dadurch ge- kennzeichnet, daß die zentrale Querbohrung zusätzlich eine gleichachsige Saugbohrung (13) außerhalb der Pumpenmitte auf Höhe der Brille (15) aufweist.
  8. Zahnradpumpe nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch ge- kennzeichnet, daß eine Prallplatte (20) in der zentralen Querbohrung so eingebaut wird, daß sie zwischen der Druckbohrung im Tilgerraum (4) und in der Zahnradpumpe (2) vorgesehen ist.
  9. Zahnradpumpe nach Anspruch 7, dadurch ge- kennzeichnet, daß die Prallplatte (20) Teil eines Druckfilters (19) ist.
  10. Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge- kennzeichnet, daß eine Kupplung (12) zwischen einer Antriebswelle (11) der Zahnradpumpe (2) und einem Antrieb (3) verliersicher ausgebildet ist.
EP99936564A 1998-07-24 1999-07-17 Zahnradpumpe Expired - Lifetime EP1102934B1 (de)

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EP1102934A1 EP1102934A1 (de) 2001-05-30
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