WO2013045302A2 - Verdrängerpumpe - Google Patents

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Rainer Mayer
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    • F04C14/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations
    • F04C14/28—Safety arrangements; Monitoring

Definitions

  • the invention relates to a positive displacement pump for conveying pressure medium to a consumer, in particular a power steering system for motor vehicles after the
  • a positive displacement pump has a pump package with a rotor, a cam ring and a plurality of working slides, z. As wings or rollers on, with individual
  • Control plate integrated in a housing cover of the housing or through the
  • Housing cover be formed.
  • control plates On both faces of the rotor this is limited by control plates, each having an annular ridge between supply kidneys for the wings or rollers and the through hole for the drive shaft.
  • the required clearance between the control plates and the end faces of the rotor is limited to a few ⁇ .
  • z. B. at cold start or extreme speed gradient, but it can at a small lubrication gap between the annular lands of the control plates and the rotor to a tearing off of the lubricating film and as a result thereof to a front side
  • the present invention is therefore based on the object to improve a positive displacement pump of the known type such that it does not lead to a tearing of the
  • An advantageous embodiment of one or more oil pockets can be in the form of V-grooves.
  • the oil pockets can in a configuration of two each in a control plate opposite supply kidneys each in a
  • Provision kidney be arranged.
  • the oil pockets are provided with transition radii to the supply kidneys.
  • Cover-side control plate is integrated in the lid, and that oil pockets are arranged in the cover-side control plate.
  • the arranged on the opposite side of the rotor control plate is also provided with one or more oil pockets in the or the supply kidneys.
  • a further advantageous embodiment of the invention may consist in that the opposite supply kidneys are connected to each other by interposed throttle points.
  • Fig. 1 shows a longitudinal section through a vane pump
  • FIG. 2 is a plan view of the housing cover of the vane pump of FIG .. 1
  • Vane pumps are well known, including on the above-mentioned
  • a pump package 2 with a rotor 3, a cam ring 4 surrounding the rotor and a plurality of working slides 5 distributed over the circumference of the rotor 3 are inserted. Between the cam ring 4 and the rotor 3 5 divided working chambers 6 are formed by the working slide. At both ends of the rotor control plates 8 and 9 are arranged.
  • the control plate 8 is integrated in a housing cover 7 or represents the housing cover.
  • control plate 9 two opposing supply kidneys 10 are provided.
  • control plate 8 as a housing cover 7 also has two Schuerielskisnieren 1 first which are opposite each other in a mirror image and each comprise almost a circumference of 180 ° (see Fig. 2).
  • the two Schuerielmakerssnieren 1 1 are interconnected by two opposing arcuate throttles 12 in the form of grooves or slots.
  • the positive displacement pump has a hub 14 arranged on a drive shaft 13.
  • the rotor 3 is arranged on the drive shaft 13, the rotor 3 is arranged.
  • the cam ring 4 is surrounded by an outer ring 15 which is arranged in the housing 1.
  • the housing 1 is further provided with a suction nozzle 16 for introducing the pressure medium, generally oil, and a valve piston 17 for controlling the oil.
  • the oil pockets 18 are formed in the two end faces of the rotor 3 in the region or in the amount of supply kidneys 10, 1 1 and thus by the oil in the supply kidneys 10, 1 1 an oil depot for lubrication of the webs 19, but for economic reasons, the oil pockets 18 will generally be molded into the control plates 8 and 9. In order to avoid leakage oil and in order not to worsen the efficiency, it is generally not possible to select the radial extent of the oil pockets 18 too deep or to protrude too far into the annular web 19.
  • the oil pockets can be molded in a simple manner already in the production of the control plate 8 or 9 as a die-cast in the die-casting tool. Alternatively, it is of course also possible to introduce the Oltaschen 18 in the control plate 8 and / or 9 via a subsequent milling.
  • the groove base which protrudes into the associated web 19, can also be provided in each case with a transition radius for better oil distribution.
  • the depth of the oil pocket 18 may extend approximately to the middle of half the web width.
  • the two Oltaschen 18 are each approximately in the center of the supply kidney 1 1, in which they are formed.
  • the positive displacement pump can be designed as a one-stroke adjustable pump.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verdrängerpumpe zum Fördern von Druckmittel zu einem Verbraucher, insbesondere einer Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge. Im Inneren eines Gehäuses (1), das axial auf einer Seite mit einem Deckel (7) abgeschlossen ist, ist ein Pumpenpaket (2) mit einem Rotor (3), einem Kurvenring (4) und mehreren Arbeitsschiebern (5) eingesetzt. Zwischen dem Kurvenring (4) und dem Rotor (3) sind durch die Arbeitsschieber (5) unterteilte Arbeitskammern (6) gebildet, die in axialer Richtung durch Steuerplatten (9) begrenzt sind. In den zu dem Rotor (3) gewandten Stirnseiten der Steuerplatten (9) sind Versorgungsnieren (10, 11) zur Ölversorgung für die Arbeitsschieber (5) und die Arbeitskammern (6) eingeformt. Zwischen den Versorgungsnieren (10, 11) und einer Durchgangsbohrung (20) für eine Antriebswelle (13) befindet sich ein ringförmiger Steg (19). Wenigstens eine der Versorgungsnieren (10,11) ist mit wenigstens einer Öltasche (18) versehen. Die wenigstens eine Öltasche (18) ist derart angeordnet, dass sie wenigstens teilweise in den Steg (19) ragt.

Description

Verdrängerpumpe
Die Erfindung betrifft eine Verdrängerpumpe zum Fördern von Druckmittel zu einem Verbraucher, insbesondere einer Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge nach dem
Oberbegriff von Anspruch 1 .
Verdrängerpumpen in Form von Flügelzellen- oder Rollenzellenpumpen sind
beispielsweise aus der DE 199 09 963 B4, der DE 10 2006 052 996 A1 oder der DE 102 29 809 A1 bekannt.
Eine Verdrängerpumpe weist ein Pumpenpaket mit einem Rotor, einem Kurvenring und mehreren Arbeitsschiebern, z. B. Flügel oder Rollen, auf, wobei einzelne
Arbeitskammern gebildet werden. Der Rotor ist an beiden Stirnseiten bzw. in axialer Richtung durch Steuerplatten begrenzt. Dabei kann auch auf einer Seite die
Steuerplatte in einen Gehäusedeckel des Gehäuses integriert bzw. durch den
Gehäusedeckel gebildet sein.
Auf beiden Stirnseiten des Rotors ist dieser durch Steuerplatten begrenzt, die jeweils einen ringförmigen Steg zwischen Versorgungsnieren für die Flügel oder Rollen und der Durchgangsbohrung für die Antriebswelle aufweisen. Aus Gründen der Dichtigkeit ist das erforderliche Spiel zwischen den Steuerplatten und den Stirnseiten des Rotors auf wenige μ begrenzt. Bei ungünstigen Betriebsbedingungen der Verdrängerpumpe, z. B. bei Kaltstart oder extremen Drehzahlgradienten, kann es jedoch bei einem zu kleinen Schmierspalt zwischen den ringförmigen Stegen der Steuerplatten und dem Rotor zu einem Abreißen des Schmierfilmes und als Folge davon zu einem stirnseitigen
Verschleiß an dem Rotor kommen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Verdrängerpumpe der bekannten Art derart zu verbessern, dass es nicht zu einem Abreißen des
Schmierfilmes kommt, beziehungsweise dass dieser ringförmige Steg besser mit Öl versorgt werden kann. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
Durch die in wenigstens eine im Bereich der Versorgungsniere angeordnete Öltasche, die wenigstens teilweise in den Steg ragt, wird für den ringförmigen Steg auf einfache Weise eine Art Öldepot und damit eine bessere Ölversorgung erreicht. Auf diese Weise wird ein Abreißen des Schmierfilmes und damit ein stirnseitiger Verschleiß vermieden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung von ein oder mehreren Öltaschen kann in Form von V- Nuten erfolgen. Die Öltaschen können bei einer Ausgestaltung von jeweils zwei sich in einer Steuerplatte gegenüberliegenden Versorgungsnieren jeweils in einer
Versorgungsniere angeordnet sein.
Zur Vermeidung von scharfen Kanten und um einen guten Ölfluss zu erreichen kann vorgesehen sein, dass die Öltaschen, mit Übergangsradien zu den Versorgungsnieren versehen sind.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann darin bestehen, dass die
deckelseitige Steuerplatte in den Deckel integriert ist, und dass Öltaschen in der deckelseitigen Steuerplatte angeordnet sind.
Selbstverständlich ist es im Rahmen der Erfindung jedoch auch möglich, dass die auf der gegenüberliegenden Seite des Rotors angeordnete Steuerplatte ebenfalls mit ein oder mehreren Öltaschen in der oder den Versorgungsnieren versehen ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann darin bestehen, dass die sich gegenüberliegenden Versorgungsnieren durch dazwischenliegende Drosselstellen miteinander verbunden sind.
Über die Drosselstellen kann weniger Öl abfließen, womit sich in der Versorgungsniere ein entsprechender Druck aufbaut. Auf diese Weise werden die Arbeitsschieber, z. B. die Flügel, stärker dahingehend unterstützt, dass sie radial nach außen in Richtung auf den Kurvenring geführt werden. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen und aus den nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel.
Es zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Flügelzellenpumpe und
Fig. 2 eine Draufsicht auf den Gehäusedeckel der Flügelzellenpumpe nach der Fig. 1 .
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Flügelzellenpumpe erläutert.
Selbstverständlich ist die erfindungsgemäße Lösung jedoch auch für eine
Rollenzellenpumpe geeignet.
Flügelzellenpumpen sind allgemein bekannt, wozu auf die eingangs erwähnten
Schutzrechte verwiesen wird, weshalb nachfolgend nur auf die für die Erfindung wesentlichen Teile näher eingegangen wird.
Im Inneren eines Gehäuses 1 ist ein Pumpenpaket 2 mit einem Rotor 3, einen den Rotor umgebenden Kurvenring 4 und mehrere über den Umfang des Rotors 3 verteilt angeordnete Arbeitsschieber 5 eingesetzt. Zwischen dem Kurvenring 4 und dem Rotor 3 werden durch die Arbeitsschieber 5 unterteilte Arbeitskammern 6 gebildet. An beiden Stirnseiten des Rotors sind Steuerplatten 8 und 9 angeordnet. Die Steuerplatte 8 ist in einem Gehäusedeckel 7 integriert beziehungsweise stellt den Gehäusedeckel dar.
In der Steuerplatte 9 sind zwei sich gegenüberliegende Versorgungsnieren 10 vorgesehen. In gleicher Weise besitzt die Steuerplatte 8 als Gehäusedeckel 7 ebenfalls zwei Hinterflügelversorgungsnieren 1 1 . die sich spiegelbildlich gegenüberliegen und jeweils nahezu einen Umfang von 180° umfassen (siehe Fig. 2).
Die beiden Hinterflügelversorgungsnieren 1 1 sind durch zwei sich gegenüberliegende bogenförmige Drosselstellen 12 in Form von Nuten oder Schlitzen miteinander verbunden. In bekannter Weise weist die Verdrängerpumpe eine auf einer Antriebswelle 13 angeordnete Nabe 14 auf. Auf der Antriebswelle 13 ist der Rotor 3 angeordnet. Der Kurvenring 4 ist von einem Außenring 15, der in dem Gehäuse 1 angeordnet ist, umgeben. Das Gehäuse 1 ist weiterhin mit einem Saugstutzen 16 zur Einleitung des Druckmittels, im Allgemeinen Öl, und einem Ventilkolben 17 zur Steuerung des Öles versehen.
Wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, sind die beiden sich gegenüberliegenden
Hinterflügelversorgungsnieren 1 1 jeweils mit einer Öltasche 18 in V-Form versehen. Jede Öltasche 18 ist mit Übergangsradien zur Hinterflügelversorgungsniere versehen. Die Öltaschen 18 ragen radial nach innen in einen ringförmigen Steg 19, der zwischen den Hinterflügelversorgungsnieren 1 1 und einer Durchgangsbohrung 20 für die Welle 13 liegt. Der ringförmige Steg 19 befindet sich auf beiden Seiten der dem Rotor 3 zugewandten Stirnseiten in den Steuerpiatten 8 und 9. Zwischen den ringförmigen Stegen 19 in den Steuerplatten 8 und 9 und den Stirnseiten des Rotors 3 findet die Relativbewegung statt. Dieser Bereich ist entsprechend zur Vermeidung von Verschleiß und für eine gute Laufeigenschaft zu schmieren.
Durch die Ausbildung der beiden Öltaschen 18 werden Öldepots geschaffen, über die - je nach Ausgestaltung - ein oder beide ringförmige Stege 19 besser mit Öl versorgt werden können. Die in der Fig. 2 in dem Deckel 7 bzw. der Steuerplatte 8 in die
Hinterflügelversorgungsnieren 1 1 eingeformten Öltaschen 18 können selbstverständlich in gleicher Weise auf der anderen Stirnseite des Rotors 3 in die Versorgungsnieren 10 der Steuerplatte 9 eingeformt werden, um eine gleichmäßige Ölversorgung für beide Stege 19 sicherzustellen.
Grundsätzlich ist es selbstverständlich auch möglich, dass die Öltaschen 18 in die beiden Stirnseiten des Rotors 3 im Bereich bzw. in Höhe der Versorgungsnieren 10, 1 1 eingeformt sind und damit durch das Öl in den Versorgungsnieren 10, 1 1 ein Öldepot zur Schmierung der Stege 19 bilden, aber aus wirtschaftlichen Gründen wird man die Öltaschen 18 im Allgemeinen in die Steuerplatten 8 und 9 einformen. Um Leckageöl zu vermeiden und um den Wirkungsgrad nicht zu verschlechtern wird man im Allgemeinen die radiale Erstreckung der Oltaschen 18 nicht zu tief wählen beziehungsweise zu weit in den ringförmigen Steg 19 ragen lassen.
Die Oltaschen können in einfacher Weise bereits bei der Herstellung der Steuerplatte 8 oder 9 als Druckguss im Druckgusswerkzeug entsprechend eingeformt sein. Alternativ dazu ist es selbstverständlich auch möglich über eine nachträgliche Fräsbearbeitung die Oltaschen 18 in die Steuerplatte 8 und/oder 9 einzubringen.
Bei Ausbildung der Oltaschen 18 in V-Form kann auch jeweils der Nutgrund, der in den dazugehörigen Steg 19 ragt, ebenfalls mit einem Übergangsradius zur besseren Ölverteilung versehen sein. Die Tiefe der Öltasche 18 kann sich ungefähr bis zur Mitte der halben Stegbreite erstrecken.
Wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, liegen die beiden Oltaschen 18 jeweils ungefähr in der Mitte der Versorgungsniere 1 1 , in die sie eingeformt sind.
Die Verdrängerpumpe kann als einhubige verstellbare Pumpe ausgebildet sein.
Bezugszeichenliste
1 Gehäuse
2 Pumpenpaket
3 Rotor
4 Kurvenring
5 Arbeitsschieber
6 Arbeitskammer
7 Gehäusedeckel
8 Steuerplatten
9 Steuerplatten
10 Versorgungsniere
1 1 Hinterflügelversorgungsn
12 Drosselstelle
13 Antriebswelle
14 Nabe
15 Außenring
16 Saugstutzen
17 Ventilkolben
18 Öltasche
19 Steg
20 Durchgangsbohrung

Claims

Ansprüche
1 . Verdrängerpumpe zum Fördern von Druckmittel zu einem Verbraucher, insbesondere einer Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge mit folgenden Merkmalen:
- im Inneren eines Gehäuses, das axial auf einer Seite mit einem Deckel
abgeschlossen ist, ist ein Pumpenpaket mit einem Rotor, einem Kurvenring und mehreren Arbeitsschiebern eingesetzt,
- zwischen dem Kurvenring und dem Rotor sind durch die Arbeitsschieber
unterteilte Arbeitskammern gebildet, welche in axialer Richtung durch
Steuerplatten begrenzt sind,
- in den zu dem Rotor gewandten Stirnseiten der Steuerplatten sind
Versorgungsnieren zur Ölversorgung für die Arbeitsschieber und die
Arbeitskammern eingeformt,
- zwischen den Versorgungsnieren und einer Durchgangsbohrung für eine
Antriebswelle befindet sich ein ringförmiger Steg,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- wenigstens eine der Versorgungsnieren (1 1 ) von einer der Steuerplatten (8,9) ist mit wenigstens einer Öltasche (18) versehen,
- die wenigstens eine Öltasche (18) ist derart angeordnet, dass sie wenigstens teilweise in den Steg (19) ragt.
2. Verdrängerpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Öltasche (18) wenigstens annähernd in Form einer V-Nut ausgebildet ist.
3. Verdrängerpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Öltasche (18) mit Übergangsradien zu der Versorgungsniere (1 1 ) versehen ist.
4. Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die deckelseitige Steuerplatte (8) in den Deckel (7) integriert ist.
5. Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Steuerplatte (8) zwei sich radial gegenüberliegende Versorgungsnieren (10,1 1 ), in denen Öltaschen (18) eingeformt sind, angeordnet sind.
6. Verdrängerpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die sich gegenüberliegenden Versorgungsnieren (10,1 1 ) durch dazwischenliegende
Drosselstellen (12) miteinander verbunden sind.
7. Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Öltasche (18) bei der Herstellung der Steuerplatte (8,9) in das Gussteil eingeformt ist.
8. Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Öltasche (18) in die Steuerplatte (8) eingefräst ist.
9. Verdrängerpumpe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass
Übergangsradien im Nutgrund der V-Nut, die in den Steg (19) ragt, eingebracht sind.
10. Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe der Öltasche (18), die in den Steg (19) ragt, wenigstens annähernd der halben Stegbreite entspricht.
1 1 . Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Öltasche (18) wenigstens annähernd in der Mitte der
Versorgungsniere (1 1 ) liegt.
12. Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sie als einhubige Pumpe ausgebildet ist.
13. Verdrängerpumpe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie als einhubige verstellbare Pumpe ausgebildet ist.
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