DE102005033094A1 - Method for sealing rotary pump especially for high pressures has a sealing ring located in a groove between a pressure plate and the pump housing - Google Patents

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Abstract

A method for sealing a high pressure rotary pump, especially for a vehicle steering hydraulics, has a groove in the outer face of a rotating pressure ring (6) located with the rotor inside the pump housing. The sealing ring (13) has a profiled shape to provide a sprung fit between the bottom of the groove and the housing and effectively seals the inlet of the pump to the outlet.

Description

Technisches Gebiettechnical area

Die Erfindung betrifft eine Flügelzellenpumpe zum Erzeugen eines Druckmittelstroms zu einem Verbraucher, insbesondere zu einer Hilfskraftlenkung eines Kraftfahrzeugs, nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.The The invention relates to a vane pump for generating a pressure medium flow to a consumer, in particular to a power steering system of a motor vehicle, according to the preamble of claim 1 closer defined type.

Eine gattungsgemäße Flügelzellenpumpe ist beispielsweise aus der DE 102 40 409 A1 bekannt. Die zwischen dem Gehäuse und dem Kurvenring angeordnete Druck- bzw. Steuerplatte weist mehrere Ausnehmungen auf, von denen einige zur Aufnahme von Dichtungen dienen.A generic vane pump is for example from the DE 102 40 409 A1 known. The arranged between the housing and the cam ring pressure or control plate has a plurality of recesses, some of which serve to receive seals.

Um die Saugöffnung der Steuerplatte gegenüber der Drucköffnung derselben abzudichten, ist es aufgrund der vorhandenen Bauteiltoleranzen erforderlich, dass die Dichtung einen Spalt von einem oder mehreren Zehntel Millimeter überbrücken muss. Üblicherweise wird hierfür eine zweiteilige Dichtung eingesetzt, die aus einem Elastomerteil, welches zur axialen Anpressung und Abdichtung dient, und einem Thermoplastteil besteht, die den genannten Spalt überbrücken soll. Nachteilig ist hierbei die aufwändige und damit teure Ausführung dieser Dichtung.Around the suction opening the control panel opposite the pressure opening the same seal, it is due to the existing component tolerances Required that the seal has a gap of one or more Has to bridge tenths of a millimeter. Usually will do this used a two-part seal, which consists of an elastomeric part, which serves for axial contact pressure and sealing, and a thermoplastic part exists, which should bridge the said gap. The disadvantage here the elaborate and therefore expensive execution this seal.

Teilweise werden auch einteilige Dichtungen, vorzugsweise aus thermoplastischen Kunststoffen, eingesetzt, die meist einen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Dabei setzt die Dichtwirkung erst ein, wenn die Dichtung durch den sich aufbauenden Druck des Druckmittels an die Dichtflächen gepresst wird. Abhängig von der Größe des Spalts und der Durchflussmenge des Druckmittels kommt die Dichtung also erst bei einem bestimmten Druck zur Anlage an der den Spalt begrenzenden Wandung und kann erst dann ihre Dichtfunktion erfüllen, wodurch bei geringem Druck die Funktion der Dichtung nicht gewährleistet ist. Des weiteren ist es erforderlich, die Nut zwischen der Steuerplatte und dem Gehäuse, in welcher die Dichtung angeordnet ist, so auszuführen, dass die Dichtung von dem Druckmittelstrom hinterspült wird, um ein Ansaugen der Dichtung an die Dichtflächen zu bewirken, was einen zusätzlichen Aufwand darstellt.Partially are also one-piece seals, preferably made of thermoplastic Plastics, used, which usually have a rectangular cross-section. The sealing effect begins only when the seal through the pressure building up the pressure medium is pressed to the sealing surfaces. Dependent on the size of the gap and the flow rate of the pressure medium is the seal so only at a certain pressure to the plant at the gap limiting Wall and can only then fulfill their sealing function, thereby at low pressure does not guarantee the function of the seal is. Furthermore, it is necessary, the groove between the control plate and the housing, in which the seal is arranged to be carried out so that the seal is backwashed by the pressure medium flow to a suction of the Seal to the sealing surfaces to cause, what an additional effort represents.

Wenn sich bei der Anwendung einer solchen Flügelzellenpumpe bei einer Hilfskraftlenkung eines Kraftfahrzeugs die Dichtwirkung dieser Dichtung zwischen der Saug- und der Drucköffnung der Steuerplatte erst verzögert einstellt, so kann dies dazu führen, dass es zu einem verzögerten Ansprechen der Lenkung kommt.If in the application of such a vane pump in a power steering system a motor vehicle, the sealing effect of this seal between the Suction and pressure opening delayed the control panel this can lead to that it is a delayed one Addressing the steering comes.

Offenbarung der Erfindungepiphany the invention

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Flügelzellenpumpe zum Erzeugen eines Druckmittelstroms zu einem Verbraucher zu schaffen, bei welcher eine zuverlässige Dichtung zwischen der Saug- und der Drucköffnung einer Steuerplatte gewährleistet ist, wobei sowohl die Flügelzellenpumpe selbst als auch die eingesetzte Dichtungseinrichtung eine möglichst einfache Konstruktion aufweisen sollen.It is therefore an object of the present invention, a vane pump to create a pressure medium flow to a consumer, at which a reliable Seal between the suction and the pressure opening of a control plate guaranteed is where both the vane pump even as well as the sealing device used as possible should have a simple construction.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.According to the invention this Problem solved by the features mentioned in claim 1.

Durch die sich an der dem Gehäuse abgewandten Wandung der Nut abstützenden Vorsprünge der Dichtungseinrichtung ist sichergestellt, dass die Dichtungseinrichtung in jedem Betriebszustand, insbesondere auch wenn noch kein Betriebsdruck anliegt, an der Wandung des Spalts zur Anlage kommt und somit den Spalt zwischen dem Gehäuse und der Steuerplatte abdichtet. Durch dieses rein mechanisch bewirkte Abdichten der Saugöffnung gegenüber der Drucköffnung in der Steuerplatte werden konstruktiv aufwändige Lösungen vermieden, und zwar sowohl im Hinblick auf den Aufbau der Dichtungseinrichtung als auch im Hinblick auf den Verzicht auf aufwändig gestaltete Nuten in der Steuerplatte.By which is attached to the housing facing away wall of the groove Projections of the Sealing device ensures that the sealing device in any operating condition, especially if still no operating pressure is applied, comes to the wall of the gap to the plant and thus the Gap between the housing and the control plate seals. By this purely mechanically effected Sealing the suction opening across from the pressure opening In the control panel structurally complex solutions are avoided, both with regard to the construction of the sealing device as well as in With regard to the elimination of elaborate grooves in the Control plate.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass sich zwischen den Vorsprüngen jeweilige Freiräume befinden. Die sich zwischen den Vorsprüngen befindlichen Freiräume gewährleisten eine Druckentlastung der Vorsprünge, so dass die Dichtungseinrichtung auch bei höheren Drücken nicht beschädigt wird.In An advantageous development of the invention can be provided be that between the protrusions respective free spaces. Which is between the projections ensure free space a pressure relief of the projections, so that the sealing device is not damaged even at higher pressures.

Um ein sicheres Anliegen der Dichtungseinrichtung auch in radialer Richtung zu gewährleisten, kann in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Dichtungseinrichtung mehrere sich in radialer Richtung von derselben nach außen erstreckende Noppen aufweist.Around a secure concern of the sealing device also in radial Direction can guarantee provided in a further advantageous embodiment of the invention be that the sealing device several in the radial direction from the outside having extending nubs.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen. Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschrieben.Further yield advantageous embodiments and refinements of the invention from the remaining subclaims. Below are exemplary embodiments the invention described in principle with reference to the drawing.

Kürze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Es zeigt:It shows:

1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Flügelzellenpumpe; 1 a section through a vane pump according to the invention;

2 eine vergrößerte Darstellung der Dichtungseinrichtung; 2 an enlarged view of the sealing device;

3 eine alternative Ausführungsform der Dichtungseinrichtung in einer Darstellung gemäß 2; 3 an alternative embodiment of the sealing device in a representation according to 2 ;

4 eine perspektivische Ansicht der Dichtungseinrichtung; und 4 a perspective view of the sealing device; and

5 eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform der Dichtungseinrichtung. 5 a perspective view of an alternative embodiment of the sealing device.

Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention

1 zeigt einen Schnitt durch eine Flügelzellenpumpe 1, welche zum Erzeugen eines Druckmittelstroms zu einem Verbraucher, insbesondere zu einer nicht dargestellten Hilfskraftlenkung eines ebenfalls nicht dargestellten Kraftfahrzeugs, dient. Die Flügelzellenpumpe 1 weist eine über einen Sauganschluss 2 mit Druckmittel versorgbare Saugseite und eine mit dem Verbraucher verbindbare Druckseite sowie ein Gehäuse 3 auf. Das Gehäuse 3 ist zweiteilig ausgebildet und weist ein Bodenteil 4 und ein Deckelteil 5 auf, in dem sich der Sauganschluss 2 befindet. 1 shows a section through a vane pump 1 , which for generating a pressure medium flow to a consumer, in particular to a not shown power steering system of a motor vehicle, also not shown, is used. The vane pump 1 has one via a suction port 2 can be supplied with pressure medium suction side and connectable to the consumer pressure side and a housing 3 on. The housing 3 is formed in two parts and has a bottom part 4 and a lid part 5 on, in which the suction connection 2 located.

Innerhalb des Gehäuses 3 sind ein Kurvenring 6 beweglich und ein mit nicht bezeichneten Flügeln ausgestatteter Rotor 7 drehbar gelagert. Der Rotor 7 ist an einer Welle 8 angebracht, über welche die Flügelzellenpumpe 1 beispielsweise von einer Brennkraftmaschine angetrieben wird. Zwischen dem Kurvenring 6 und dem Deckelteil 5 des Gehäuses 3 ist eine Steuerplatte 9 angeordnet, welche auch als Druckplatte bezeichnet wird. Die Steuerplatte 9 weist eine Saugöffnung 10 zu der Saugseite und eine Drucköffnung 11 zu der Druckseite auf, so dass die Zufuhr von Druckmittel über den Sauganschluss 2 zu dem Raum, in dem der Rotor 7 angeordnet ist, über die Steuerplatte 9 sichergestellt ist.Inside the case 3 are a curve ring 6 movable and a rotor equipped with undesignated blades 7 rotatably mounted. The rotor 7 is on a wave 8th attached, over which the vane pump 1 for example, is driven by an internal combustion engine. Between the curve ring 6 and the lid part 5 of the housing 3 is a control plate 9 arranged, which is also referred to as a printing plate. The control plate 9 has a suction opening 10 to the suction side and a pressure port 11 to the pressure side, allowing the supply of pressure fluid through the suction port 2 to the room where the rotor 7 is arranged over the control plate 9 is ensured.

Die Steuerplatte 9 ist mit einer umlaufenden Nut 12 versehen, die sich in der dem Deckelteil 5 des Gehäuses 3 zugewandten Seite der Steuerplatte 9 befindet. Die Nut 12 verläuft nicht konzentrisch zu der Welle 8, sondern derart, dass eine in der Nut 12 angeordnete Dichtungseinrichtung 13 stets die Saugöffnung 10 gegenüber der Drucköffnung 11 abdichtet. Hierzu kann die Dichtungseinrichtung 13 annähernd jede beliebige Form aufweisen. Diese Abdichtung ist erforderlich, da es aufgrund von Herstellungstoleranzen nur möglich ist, die Steuerplatte 9 mit Spiel zwischen dem Kurvenring 6 und dem Gehäuse 3 anzuordnen, so dass zwischen der Steuerplatte 9 und dem Gehäuse 3 ein Spalt 14 verbleibt. Je nach Betriebszustand kann sich die Steuerplatte 9 in axialer Richtung verschieben, so dass sich der Spalt auch zwischen der Steuerplatte 9 und dem Kurvenring 6 oder dem Kurvenring 6 und dem Bodenteil 4 des Gehäuses 3 befinden kann.The control plate 9 is with a circumferential groove 12 provided in the lid part 5 of the housing 3 facing side of the control plate 9 located. The groove 12 does not run concentric with the shaft 8th but such that one in the groove 12 arranged sealing device 13 always the suction opening 10 opposite the pressure opening 11 seals. For this purpose, the sealing device 13 have almost any shape. This seal is required because it is only possible due to manufacturing tolerances, the control plate 9 with play between the curve ring 6 and the housing 3 to arrange so that between the control plate 9 and the housing 3 A gap 14 remains. Depending on the operating state, the control plate can 9 Move in the axial direction, so that the gap between the control plate 9 and the curve ring 6 or the curve ring 6 and the bottom part 4 of the housing 3 can be located.

Wie aus den 2 und 4 deutlich wird, weist die vorzugsweise aus einem Thermoplast, beispielsweise aus Polyamid, bestehende Dichtungseinrichtung 13 mehrere von einem Grundkörper 13a der Dichtungseinrichtung 13 ausgehende, sich in Richtung der dem Spalt 14 abgewandten Wandung 12a der Nut 12, also im wesentlichen in axialer Richtung erstreckende Vorsprünge 15 auf, welche sich an der Wandung 12a der Nut 12 abstützen bzw. an derselben anliegen, um die Dichtungseinrichtung 13 an die der Wandung 12a der Nut 12 gegenüberliegende bzw. von der Nut 12 abgewandte, den Spalt 14 in axialer Richtung begrenzende Wandung 5a des Deckelteils 5 des Gehäuses 3 anzulegen. Wie aus 4 deutlich wird, sind bei der vorliegenden Ausführungsform der Dichtungseinrichtung 13 mehrere um den Umfang der Dichtungseinrichtung 13 angeordnete Vorsprünge 15 vorgesehen, welche und zwischen welchen sich jeweilige Freiräume 16 befinden. Selbstverständlich ist die Anzahl der Vorsprünge 15 nahezu beliebig, d.h. es könnte auch eine sehr viel größere Anzahl an Vorsprüngen 15 um den Umfang der Dichtungseinrichtung 13 verteilt vorgesehen sein.Like from the 2 and 4 becomes clear, has the preferably of a thermoplastic, such as polyamide, existing sealing device 13 several of a main body 13a the sealing device 13 Outgoing, towards the gap 14 facing away wall 12a the groove 12 that is, substantially in the axial direction extending projections 15 on, which is on the wall 12a the groove 12 support or abut the same to the sealing device 13 to the wall 12a the groove 12 opposite or from the groove 12 turned away, the gap 14 in the axial direction delimiting wall 5a of the lid part 5 of the housing 3 to apply. How out 4 is clear are in the present embodiment of the sealing device 13 several around the circumference of the sealing device 13 arranged projections 15 provided, which and between which respective free spaces 16 are located. Of course, the number of projections 15 almost arbitrary, ie it could also be a much larger number of projections 15 around the circumference of the sealing device 13 be provided distributed.

Aus 2 wiederum geht hervor, dass die eine federnde Wirkung erzeugenden Vorsprünge 15 derart ausgebildet sind, dass sie zusammen mit dem Grundkörper 13a der Dichtungseinrichtung 13 im wesentlichen eine V-Form bilden. Durch die V-Form wird ein Verbiegen der Vorsprünge 15 durch den Druck verhindert. Die Vorsprünge 15 stützen sich also mit geringer Vorspannung an der Wandung 12a der Nut 12 ab, um den Spalt 14 vollständig abzudichten. Diese Funktion ist allerdings lediglich für den Betriebszustand erforderlich, in dem der mit dem mit "P" bezeichneten Pfeil angedeutete Druck von der Saugöffnung 10 zu der Drucköffnung 11 durch den Spalt 14 aufgebaut wird, da in den Betriebszuständen, in denen ein ausreichender Druck herrscht, die Dichtungseinrichtung 13 durch den Druck des Druckmittels in die in 2 dargestellte Position gepresst wird.Out 2 Again, it is apparent that the resilient effect generating projections 15 are formed such that they together with the main body 13a the sealing device 13 form a substantially V-shape. The V-shape becomes a bending of the projections 15 prevented by the pressure. The projections 15 So support with low bias on the wall 12a the groove 12 off to the gap 14 completely seal. However, this function is required only for the operating condition in which the pressure indicated by the arrow labeled "P" is from the suction port 10 to the pressure opening 11 through the gap 14 is constructed, since in the operating conditions in which there is a sufficient pressure, the sealing device 13 by the pressure of the pressure medium in the in 2 shown position is pressed.

Die alternative Ausführungsform der Dichtungseinrichtung 13 gemäß 3 weist an ihrer dem Gehäuse 3 zugerichteten Wandung 13b eine umlaufende Nut 17 auf, welche eine Hinterspülung der Dichtungseinrichtung 13 mit Druckmittel ermöglicht, wodurch zum einen eine Labyrinthwirkung der Dichtungseinrichtung 13 gegeben ist und diese zum anderen an der Wandung 5a des Deckelteils 5 des Gehäuses 3 angesaugt wird.The alternative embodiment of the sealing device 13 according to 3 indicates at its the housing 3 dressed wall 13b a circumferential groove 17 on which a backwash of the sealing device 13 made possible with pressure medium, whereby on the one hand a labyrinth effect of the sealing device 13 is given and this to the other on the wall 5a of the lid part 5 of the housing 3 is sucked.

Bei der Ausführungsform der Dichtungseinrichtung 13 gemäß 5 sind mehrere sich in axialer Richtung von der Dichtungseinrichtung 13 nach außen erstreckende Noppen 18 vorgesehen, zwischen denen sich jeweilige Aussparungen 19 befinden. Die Noppen 18, die in den 2 und 3 nicht zu erkennen sind, sorgen für ein Anliegen der Dichtungseinrichtung 13 an dem inneren Umfang der Nut 12 in radialer Richtung, indem sie an dem äußeren Umfang der Nut 12 anliegen.In the embodiment of the seal direction 13 according to 5 are several in the axial direction of the sealing device 13 outwardly extending pimples 18 provided, between which are respective recesses 19 are located. The pimples 18 that in the 2 and 3 can not be seen, provide a concern of the sealing device 13 on the inner circumference of the groove 12 in the radial direction by being on the outer circumference of the groove 12 issue.

11
FlügelzellenpumpeVane pump
22
Sauganschlusssuction
33
Gehäusecasing
44
Bodenteilthe bottom part
55
Deckelteilcover part
5a5a
Wandungwall
66
Kurvenringcam ring
77
Rotorrotor
88th
Wellewave
99
Steuerplattecontrol plate
1010
Saugöffnungsuction opening
1111
Drucköffnungpressure opening
1212
Nutgroove
12a12a
Wandungwall
1313
Dichtungseinrichtungseal means
13a13a
Grundkörperbody
13b13b
Wandungwall
1414
Spaltgap
1515
Vorsprüngeprojections
1616
FreiräumeFree rooms
1717
Nutgroove
1818
Noppenburl
1919
Aussparungenrecesses

Claims (7)

Flügelzellenpumpe zum Erzeugen eines Druckmittelstroms zu einem Verbraucher, insbesondere zu einer Hilfskraftlenkung eines Kraftfahrzeugs, mit einer über einen Sauganschluss mit Druckmittel versorgbaren Saugseite, mit einer mit dem Verbraucher verbindbaren Druckseite, mit einem Gehäuse, in dem ein Kurvenring beweglich und ein mit Flügeln bestückter Rotor drehbar gelagert sind, mit einer Steuerplatte, die zwischen dem Kurvenring und dem Gehäuse mit Spiel derart angeordnet ist, dass zwischen der Steuerplatte und dem Gehäuse ein Spalt verbleiben kann, und die wenigstens eine Saugöffnung zu der Saugseite und wenigstens eine Drucköffnung zu der Druckseite aufweist, und mit einer in einer Nut zwischen der Steuerplatte und dem Gehäuse angeordneten umlaufenden Dichtungseinrichtung zum Abdichten der Saugöffnung gegenüber der Drucköffnung im Bereich des Spalts zwischen der Steuerplatte und dem Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungseinrichtung (13) mehrere sich in Richtung der dem Spalt (14) zwischen der Steuerplatte (9) und dem Gehäuse (3) abgewandten Wandung (12a) der Nut (12) erstreckende Vorsprünge (15) aufweist, welche dafür vorgesehen sind, sich an der dem Spalt (14) abgewandten Wandung (12a) der Nut (12) abzustützen, um die Dichtungseinrichtung (13) an die der Nut (12) abgewandten Wandung (5a) des Spalts (14) anzulegen.Vane pump for generating a pressure medium flow to a consumer, in particular to a power steering system of a motor vehicle, with a suction via a suction port with pressure medium suction side, with a connectable to the consumer pressure side, with a housing in which a cam ring movable and equipped with wings rotatable rotor are mounted, with a control plate which is arranged between the cam ring and the housing with play such that between the control plate and the housing a gap can remain, and which has at least one suction opening to the suction side and at least one pressure opening to the pressure side, and with a circumferential sealing device arranged in a groove between the control plate and the housing for sealing the suction opening with respect to the pressure opening in the region of the gap between the control plate and the housing, characterized in that the sealing device ( 13 ) several in the direction of the gap ( 14 ) between the control plate ( 9 ) and the housing ( 3 ) facing away wall ( 12a ) of the groove ( 12 ) extending projections ( 15 ), which are intended to be at the the gap ( 14 ) facing away wall ( 12a ) of the groove ( 12 ) to support the sealing device ( 13 ) to the groove ( 12 ) facing away wall ( 5a ) of the gap ( 14 ). Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen den Vorsprüngen (15) jeweilige Freiräume (16) befinden.Vane pump according to claim 1, characterized in that between the projections ( 15 ) respective free spaces ( 16 ) are located. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (15) derart ausgebildet sind, dass sie zusammen mit einem Grundkörper (13a) der Dichtungseinrichtung (13) im wesentliche eine V-Form bilden.Vane pump according to claim 1 or 2, characterized in that the projections ( 15 ) are formed such that they together with a base body ( 13a ) of the sealing device ( 13 ) essentially form a V-shape. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungseinrichtung (13) an ihrer dem Gehäuse (3) zugerichteten Wandung (13b) eine umlaufende Nut (17) aufweist.Vane pump according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the sealing device ( 13 ) at its the housing ( 3 ) wall ( 13b ) a circumferential groove ( 17 ) having. Flügelzellenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungseinrichtung (13) mehrere sich in radialer Richtung von derselben nach außen erstreckende Noppen (18) aufweist.Vane pump according to one of claims 1 to 4, characterized in that the sealing device ( 13 ) a plurality of in the radial direction of the same outwardly extending nubs ( 18 ) having. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen den sich in radialer Richtung von der Dichtungseinrichtung (13) nach außen erstreckenden Noppen (18) jeweilige Aussparungen (19) befinden.Vane pump according to claim 5, characterized in that between the in the radial direction of the sealing device ( 13 ) outwardly extending pimples ( 18 ) respective recesses ( 19 ) are located. Flügelzellenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungseinrichtung (13) aus einem Thermoplast besteht.Vane pump according to one of claims 1 to 6, characterized in that the sealing device ( 13 ) consists of a thermoplastic.
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