WO2008135159A1

WO2008135159A1 - Zahnradpumpe mit rückschlagventil und druckbegrenzungsventil

Info

Publication number: WO2008135159A1
Application number: PCT/EP2008/003218
Authority: WO
Inventors: Olaf Götschenberg; Martin Jordan
Original assignee: Trw Automotive Gmbh
Priority date: 2007-04-27
Filing date: 2008-04-22
Publication date: 2008-11-13
Also published as: DE102007020002B4; DE102007020002A1; DE102007020002A8

Abstract

Eine Zahnradpumpe (10), insbesondere für eine Servolenkung, hat ein Gehäuse (12), das einen oberen und einen unteren Flansch (14, 16) aufweist, sowie ein Rückschlagventil (50) und ein Druckbegrenzungsventil (52). Eines der Ventile (50, 52) ist im oberen Flansch (14) und das andere Ventil (52, 50) im unteren Flansch (16) angeordnet.

Description

ZAHNRADPUMPE MIT RUCKSCHLAGVENTIL UND DRUCKBEGRENZUNGSVENTIL

Die Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe, insbesondere für eine Servolenkung, mit einem Gehäuse, das einen oberen und einen unteren Flansch aufweist, sowie mit einem Rückschlagventil und einem Druckbegrenzungsventil.

Bei derartigen Pumpen ist stets das Bemühen, die Zahl der benötigten

Einzelteile sowie den insgesamt erforderlichen Bauraum zu verringern.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine solche Pumpe zu optimieren.

Dies wird erfindungsgemäß erreicht, indem eines der Ventile im oberen

Flansch und das andere Ventil im unteren Flansch angeordnet ist. Hierdurch erhöht sich die freie Fläche an jedem Flansch, was die Flexibilität für die

Anordnung der notwendigen Zu- und Ableitungen und somit für die

Einbausituation der Pumpe vergrößert.

Der untere Flansch weist dabei bevorzugt eine Verbindung zu einem Motorgehäuse auf, über dessen Motor die Zahnräder der Zahnradpumpe angetrieben werden. Dies wirkt sich vorteilhaft auf die Baugröße und die Stabilität der Pumpe aus.

Vorzugsweise ist das Rückschlagventil im oberen Flansch und das

Druckbegrenzungsventil im unteren Flansch angeordnet. So läßt sich das

Rückschlagventil einfach auch zur Entlüftung der Zahnradpumpe einsetzen. Das Druckbegrenzungsventil kann parallel zu einem Hydraulikfluideinlaß liegen, so daß kurze Wege zur Hydraulikfluidversorgung bestehen.

Eine platzsparende Anordnung ergibt sich, wenn das Druckbegrenzungsventil parallel zu den Zahnrädern der Zahnradpumpe angeordnet ist, da auf diese Weise axialer Bauraum gespart werden kann.

In den oberen Flansch ist bevorzugt ein Pumpenraum für zwei ineinanderkämmende Zahnräder integriert. Die Zahl der benötigten Bauteile kann hierdurch weiter verringert werden, da im wesentlichen das Pumpengehäuse nur aus dem oberen und dem unteren Flansch besteht.

Im oberen Flansch kann auch ein zusammenhängender Resonatorraum ausgebildet sein. Aufgrund der Steifigkeit des normalerweise zwischen den beiden Flanschen angeordneten Gehäuseteils, das nun einstückig mit dem oberen Flansch ausgebildet ist, ist es möglich, den Resonatorraum als eine einzige große, zusammenhängende Kammer auszuführen.

Bevorzugt mündet zumindest eines der beiden Ventile in den Resonatorraum. Ist dies z.B. das Druckbegrenzungsventil, das hierbei bevorzugt im unteren Flansch angeordnet ist, so ist es möglich, während der Einlaufphase der Zahnradpumpe das Druckbegrenzungsventil zunächst nicht in das Gehäuse einzubauen, so daß dann zwei Zugänge zum Resonatorraum über den unteren Flansch zur Verfügung stehen. Dies erlaubt es, den Resonatorraum nach der Einlaufphase effektiv zu spülen und damit hohen Sauberkeitsanforderungen zu genügen. Der Resonatorraum stellt in diesem Fall also keinen Totraum dar.

Um weitere Bauteile einzusparen, ist vorzugsweise im oberen Flansch wenigstens eine Lagerbrille für die Zahnradschäfte der Zahnräder ausgebildet.

In der Lagerbrille ist vorteilhaft eine Lagerhülse angeordnet.

Dabei ist es möglich, für beide Zahnradschäfte eine einzige Lagerhülse vorzusehen. Diese kann auch gleichzeitig als Dichtung wirken.

Bevorzugt ist die Lagerhülse so elastisch ausgebildet, daß sie das axiale Spiel zwischen Gehäuse und Zahnrädern ausgleichen kann. Durch die Zusammenfassung verschiedener Funktionen wird auch hier Bauraum eingespart.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen. In diesen zeigen:

- Figur 1 eine schematische Explosionsansicht einer erfindungsgemäßen Zahnradpumpe; - Figur 2 eine schematische perspektivische Ansicht der Zahnradpumpe in Figur 1;

- Figur 3 eine schematische Schnittansicht der Zahnradpumpe in Figur 2;

- Figur 4 eine schematische perspektivische Ansicht des oberen Flanschs einer erfindungsgemäßen Zahnradpumpe; und

- Figur 5 eine schematische perspektivische Ansicht eines unteren Flanschs einer erfindungsgemäßen Zahnradpumpe.

Figur 1 zeigt eine Zahnradpumpe 10, wie sie insbesondere für eine Servolenkung eingesetzt werden kann. Die Zahnradpumpe 10 weist ein Gehäuse 12 auf, das wiederum aus einem oberen Flansch 14 und einem unteren Flansch 16 besteht. Der obere Flansch 14 ist aus einem Flanschabschnitt und einem sich einstückig daran anschließenden, zylindrischen Gehäuseabschnitt gebildet. Im Gehäuseabschnitt des oberen Flanschs 14 ist ein Pumpenraum 24 für die beiden ineinanderkämmenden Zahnräder 26 der Zahnradpumpe 10 ausgebildet. Der Pumpenraum 24 ist über einen schmalen Kanal 27 mit einem parallel zum Pumpenraum 24 liegenden, langgestreckten, in sich zusammenhängenden Resonatorraum 28 verbunden, der ebenfalls im Gehäuseabschnitt ausgebildet ist. Dies ist am besten in Figur 4 zu erkennen.

Der obere Flansch 14 ist durch Fließpressen hergestellt und besteht aus einem geeigneten Metall, beispielsweise Aluminium.

Der untere Flansch 16 ist im wesentlichen plan ausgebildet und besteht hier aus einem reibungsarmen Aluminiumwerkstoff.

Die beiden Flansche 14, 16 werden im montierten Zustand der Zahnradpumpe 10 durch Befestigungsmittel 18, hier durch zwei Schrauben repräsentiert, zusammengehalten. Die Befestigungsmittel 18 ragen durch miteinander fluchtende Durchgangsöffnungen 20, die sowohl im oberen Flansch 14 als auch im unteren Flansch 16 ausgebildet sind, und können die Zahnradpumpe 10 auch an einem (in Figur 3) angedeuteten Motorgehäuse 22 befestigen. Dabei liegt im gezeigten Beispiel der untere Flansch 16 am Motorgehäuse 22 an. Zusätzlich zu den Befestigungsmittel 18 sind zwei am unteren Flansch 16 angeordnete Positionierungspins 30 vorgesehen, die in entsprechende Ausnehmungen 32 am oberen Flansch 14 eingreifen.

Im unteren Flansch 16 sind auch Einlaß- bzw. Auslaßöffnungen 34, 36 für das zu pumpende Hydraulikfluid ausgebildet, die in den Pumpenraum 24 bzw. den Resonatorraum 28 münden.

Aufgrund der Integration des Pumpenraums 24 und des Resonatorraums 28 in den oberen Flansch 16 kann ein Großteil der Dichtungen innerhalb des Gehäuses 12 entfallen.

Im Pumpenraum 24 ist im Flanschabschnitt des oberen Flansches 14 eine

Lagerbrille ausgebildet, in der eine einstückig ausgebildete Lagerhülse 38 aufgenommen ist, die Lagerausnehmungen für die beiden Zahnradschaftenden 40 der Zahnräder 26 aufweist. Die Lagerhülse 38 besitzt eine so hohe Eigenelastizität, daß sie axiales Spiel ausgleichen kann.

Die den Zahnradschaftenden 40 entgegengesetzten Zahnradschaftenden 42 liegen in entsprechenden Ausnehmungen bzw. Öffnungen 44 im unteren Flansch 16. Dabei ragt eines der beiden Zahnradschaftenden 42 durch den unteren Flansch 16 hindurch und steht in Kontakt mit dem Motor, der das zugehörige Zahnrad 26 antreibt. Die Zahnradschaftenden 42 sind hier ausschließlich in den Öffnungen 44 des unteren Flanschs 16 gelagert.

Im zusammengebauten Zustand der Zahnradpumpe 10 weist der Resonatorraum 28 zwei zusätzliche Verbindungen zur Umgebung auf, die jeweils mit Hydraulikfluidleitungen verbunden sind. Zum einen ist dies eine Öffnung 46 im oberen Flansch 14, und zum anderen eine Öffnung 48 im unteren Flansch 16.

In die Öffnung 46 im oberen Flansch 14 ist ein Rückschlagventil 50 eingesetzt, das eine Kugel und einen Stopfen mit einem konischen Gewinde enthält, der das Rückschlagventil 50 gegenüber der Umgebung der Zahnradpumpe 10 abdichtet. Durch das Rückschlagventil 50 wird der Zahnradpumpe 10 Hydraulikfluid zugeführt, falls im Inneren der Zahnradpumpe 10 ein Unterdruck herrscht. Das Rückschlagventil 50 ist an der höchsten Stelle der Zahnradpumpe 10 angeordnet, weshalb es auch zur Entlüftung der Zahnradpumpe eingesetzt werden kann. Zur Entlüftung ist eine Schraube mit einem Innensechskant bzw.

Torx vorgesehen, durch die die Kugel vom Ventilsitz entfernt werden kann, um in der Zahnradpumpe 10 angesammeltes Gas entweichen zu lassen.

In der Öffnung 48 im unteren Flansch 16 ist ein Druckbegrenzungsventil 52 angeordnet, das den Druck im Resonatorraum 28 auf einen vorbestimmten Höchstwert begrenzt. Das Druckbegrenzungsventil 52 ist als Patrone ausgeführt und arbeitet auf bekannte Weise mittels eines federbeaufschlagten Stifts 56.

Der Bauraum in Inneren der Zahnradpumpe 10 wird effektiv ausgenutzt, da das Druckbegrenzungsventil 52 parallel zu den Zahnrädern 26 angeordnet ist, und so die axiale Baugröße kleingehalten werden kann.

Um die Bearbeitung des unteren Flanschs 16 ohne Hinterstich zu ermöglichen und somit die Herstellung einfacher zu gestalten, wird die axiale Fixierung des Druckbegrenzungsventils 52 über eine in die Öffnung 48 eingelegte und darin verstemmte Scheibe 54 erreicht. Hier wäre es alternativ auch möglich, im unteren Flansch 16 einen Hinterstich vorzusehen, um die Zahl der Teile weiter zu verringern und die Montage zu vereinfachen.

Das Druckbegrenzungsventil 52 ist so angeordnet, daß es sich unter Druck am Motorgehäuse 22 abstützen kann. Der Volumenstrom des Druckbegrenzungsventilausgangs kann wahlweise dem Saugbereich der Zahnradpumpe 10 zugeführt werden oder, bei zu hoher Erwärmung, in einer (nicht gezeigten) Kühlschlange heruntergekühlt werden. Dies führt auch zu einer Beruhigung des Volumenstroms.

Der Stift 56 und die Feder 58 des Druckbegrenzungsventils 52 (siehe Figuren

3 und 5) können so optimiert werden, daß eine bei Inbetriebnahme der Zahnradpumpe 10 erforderliche Druckeinstellung entfallen kann.

Innerhalb des unteren Flanschs 16 ist ein statischer Deflektor integriert, der ein Aufschäumen des Hydraulikfluids beim Austreten aus dem Druckbegrenzungsventil 52 verhindert. Das Druckbegrenzungsventil 52 wird erst nach der Einlaufphase der

Zahnradpumpe 10 montiert. Während der Einlaufphase stehen also zunächst zwei Zugänge zum Resonatorraum 28 über den unteren Flansch 16 zur

Verfügung, was es erlaubt, den Resonatorraum 28 nach der Einlaufphase gründlich zu spülen.

Claims

Patentansprüche

1. Zahnradpumpe, insbesondere für eine Servolenkung, mit einem Gehäuse (12), das einen oberen und einen unteren Flansch (14, 16) aufweist, sowie mit einem Rückschlagventil (50) und einem Druckbegrenzungsventil (52), dadurch gekennzeichnet, daß eines der Ventile (50, 52) im oberen Flansch (14) und das andere Ventil (52, 50) im unteren Flansch (16) angeordnet ist.

2. Zahnradpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der untere Flansch (16) eine Verbindung zu einem Motorgehäuse (22) aufweist.

3. Zahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (50) im oberen Flansch (14) und das

Druckbegrenzungsventil (52) im unteren Flansch (16) angeordnet ist.

4. Zahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckbegrenzungsventil (52) parallel zu den Zahnrädern (26) der Zahnradpumpe (10) angeordnet ist.

5. Zahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den oberen Flansch (14) ein Pumpenraum (24) für zwei ineinanderkämmende Zahnräder (26) integriert ist.

6. Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Flansch (14) ein zusammenhängender Resonatorraum (28) ausgebildet ist.

7. Zahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Flansch (14) wenigstens eine Lagerbrille für Zahnradschaftenden (40) der Zahnräder (26) ausgebildet ist.

8. Zahnradpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Lagerbrille eine Lagerhülse (38) angeordnet ist.

9. Zahnradpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß für beide Zahnradschaftenden (40) eine einzige Lagerhülse (38) vorgesehen ist.

10. Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerhülse (38) elastisch ausgebildet ist, um axiales Spiel auszugleichen.