DE102017207010A1

DE102017207010A1 - Fluidförderpumpe

Info

Publication number: DE102017207010A1
Application number: DE102017207010.2A
Authority: DE
Inventors: Robert C. Emmert; Thomas W. Butts
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 2016-04-27
Filing date: 2017-04-26
Publication date: 2017-11-02
Also published as: US10309396B2; CN107313929B; US11473574B2; US20190285068A1; CN107313929A; US11131303B2; US20170314553A1; US20210262464A1; BR102017005973A2

Abstract

Eine Fluidförderpumpe (218) umfasst ein Gehäuse (232), das einen ersten Hohlraum (233) definiert, und einen Durchgang (264), der mit einem zweiten Hohlraum (269) wirkgekoppelt ist. Der Durchgang (264) ist dazu konfiguriert, eine Hydraulikfluidförderung in den zweiten Hohlraum (269) bereitzustellen, wobei das Gehäuse (232) ferner eine in dem Gehäuse (232) angeordnete Innenwand und eine an einem Ende des Gehäuses (232) angeordnete fixierte Seitenwand (260) umfasst. Ein bewegliches Glied (254) ist in dem Gehäuse (232) beweglich angeordnet. Ein Vorspannelement (270, 272) ist zwischen der Innenwand und dem beweglichen Glied (254) angeordnet, wobei ein auf den Durchgang (264) in den zweiten Hohlraum (269) beaufschlagtes Hydraulikfluid die Vorspannkraft des Vorspannelements (270, 272) und die Position des beweglichen Glieds (254) bezüglich der Innenwand zur Änderung eines Volumens des ersten Hohlraums (233) ändert.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fluidförderpumpe, insbesondere auf eine Fluidförderpumpe zum Bewegen von Hydraulikfluid durch ein Fluidmanagementsystem.
Ein Arbeitsfahrzeug, wie z. B. ein Traktor oder ein selbstfahrender Mähdrescher, umfasst eine Antriebsquelle, die Leistung zur Arbeitsverrichtung erzeugt. Im Falle eines Traktors ist die Antriebsquelle ein gasbetriebener Motor oder ein Dieselmotor, der Leistung aus einer Kraftstoffzufuhr erzeugt. Der Motor treibt ein Getriebe an, das Räder oder Ketten zum Vortrieb des Traktors oder des anderen Arbeitsfahrzeugs über den Boden oder andere Flächen bewegt. Zusätzlich zur Zufuhr von Leistung zu den Rädern über ein Getriebe umfassen Traktoren oftmals eine Zapfwelle (PTO – Power Take-Off), die eine Welle umfasst, die mit dem Getriebe gekoppelt ist und die durch den Motor oder einen Hydraulikmotor angetrieben wird.
Sowohl gasbetriebene als auch dieselbetriebene Arbeitsfahrzeuge umfassen ein Fluidmanagementsystem zum Managen der Bewegung eines Hydraulikfluids in dem Getriebe. Bei verschiedenen Ausführungsformen managt das Fluidmanagementsystem die Bewegung von Hydraulikfluid zu anderen Fahrzeugsystemen und Komponenten, darunter ein Differenzial, ein Lenksystem, Bremsen, die PTO und verschiedene Fluidbehälter und Kühler. Andere Systeme und Komponenten, die das gemanagte Hydraulikfluid nutzen, umfassen ein Fahrwerk, eine Zugkupplung, eine Fahrerhausaufhängung und selektive Steuerventile.
Fluidmanagementsysteme umfassen in der Regel eine Verdrängungspumpe, die das Hydraulikfluid zwischen verschiedenen Abschnitten des Fluidmanagementsystems, beispielsweise zwischen einem Differenzial und einem Hydraulikbehälter, fördert. Bei einer bekannten Konfiguration teilen sich das Hydrauliksystem und der Triebstrang das Hydraulikfluid und das Triebstrangsystem zirkuliert Hydraulikfluid durch einen Fluidkühler. Bei einer Ausführungsform bewegt eine Fluidförderpumpe, in der Regel eine Zahnradpumpe, das gemeinsam genutzte Hydraulikfluid von dem Differenzialkasten zu dem Hydraulikbehälter durch einen Hydraulikfilter.
Über den gesamten Triebstrang hinweg kommt es zu Energieverlusten, wenn das Arbeitsfahrzeug in Bewegung ist oder stillsteht. Dieser Energieverlust, der auch als parasitärer Verlust bekannt ist, resultiert aus vielen Faktoren, darunter eine Bewegung von Hydraulikfluid in dem System, die über die Strömungsanforderungen hinausgeht. Der überschüssige Strom wird dann zu einem Behälter oder einem Getriebesumpf zurückgeleitet und wird demzufolge nicht zur Durchführung einer Funktion umgewandelt, sondern führt stattdessen zu verlorengegangener Energie.
Fluidförderpumpen bei verschiedenen Betriebsbedingungen können eine Ursache für diese parasitären Verluste sein, selbst wenn sich der Motor des Arbeitsfahrzeugs im Leerlauf befindet. Durch die Verwendung zusätzlicher Vorrichtungen, wie z. B. teurer Kupplungen, externer Entlastungsventile, großer Entlastungsventile, Kolbenpumpen und Verstellmechanismen für Flügelpumpen, wurde versucht, die parasitären Verluste von Verdrängungspumpen zu reduzieren. Bei diesen Lösungen kam es jedoch weiterhin zu Druckverlusten. Somit besteht Bedarf an einer Fluidförderpumpe, die ohne die Verwendung kostenintensiver zusätzlicher Vorrichtungen oder die mit derartigen Vorrichtungen in Zusammenhang stehende zusätzliche Komplexität parasitäre Verluste weiter reduziert.
Diese und weitere Aufgaben werden durch die vorliegende Erfindung gelöst, wobei eine Fluidförderpumpe bereitgestellt wird. Die Fluidförderpumpe umfasst ein Gehäuse, das einen ersten Hohlraum definiert, und einen Durchgang, der mit einem zweiten Hohlraum wirkgekoppelt ist. Der Durchgang ist dazu konfiguriert, eine Hydraulikfluidförderung in den zweiten Hohlraum bereitzustellen, wobei das Gehäuse ferner eine in dem Gehäuse angeordnete Innenwand und eine an einem Ende des Gehäuses angeordnete fixierte Seitenwand umfasst. Ein bewegliches Glied ist in dem Gehäuse beweglich angeordnet. Ein Vorspannelement ist zwischen der Innenwand und dem beweglichen Glied angeordnet, wobei ein auf den Durchgang in den zweiten Hohlraum beaufschlagtes Hydraulikfluid die Vorspannkraft des Vorspannelements und die Position des beweglichen Glieds bezüglich der Innenwand zur Änderung eines Volumens des ersten Hohlraums ändert.
Zum besseren Verständnis der Aufgaben, Methoden und Struktur der Erfindung wird auf die folgende detaillierte Beschreibung und die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, wobei übereinstimmende Bezugszeichen in den verschiedenen Zeichnungen übereinstimmende Elemente angeben:
1 ist eine perspektivische Seitenansicht eines Arbeitsfahrzeugs,
2 ist ein Blockdiagramm eines Fluidmanagementsystems eines Arbeitsfahrzeugs,
3 ist ein Schemadiagramm eines Querschnitts einer Ausführungsform einer Verdrängungspumpe in einem ersten Zustand,
4 ist ein Schemadiagramm eines Querschnitts einer Ausführungsform der Verdrängungspumpe von 3 in einem zweiten Zustand,
5 ist ein Schemadiagramm eines Querschnitts einer weiteren Ausführungsform einer Verdrängungspumpe, und
6 ist ein Schemadiagramm einer auseinandergezogenen Ansicht der Ausführungsform der Verdrängungspumpe von 5.
Die vorliegende Offenbarung richtet sich nicht ausschließlich auf eine bestimmte Art von Maschine, sondern schließt verschiedene Arten von angetriebenen Fahrzeugen ein, darunter Arbeitsfahrzeuge, wie z. B. Traktoren. Zur beispielhaften Darstellung konzentriert sich die vorliegende Offenbarung auf einen Industrietraktor 100. Beispielsweise umfasst der Industrietraktor 100 in 1 ein Fahrerhaus 102, in dem ein Bediener den Betrieb des Industrietraktors 100 steuert. Der Industrietraktor 100 umfasst einen Außenrahmen 104, mit dem eine Vorder- und eine Hinterachse (nicht gezeigt) verbunden sind. Die Vorderachse steht mit einem Paar vorderer Bodeneingriffsmittel 106 (z. B. Räder), die daran befestigt sind, in Eingriff und die Hinterachse steht mit einem Paar hinterer Bodeneingriffsmittel 108 (z.B. Räder), die daran befestigt sind, in Eingriff. Bedienungsvorrichtungen 110, wie z. B. ein Lenkrad, eine Gangwahlvorrichtung, Schaltknöpfe, eine Armaturenbrettanzeige usw., sind in dem Fahrerhaus 102 angeordnet. Eine oder mehrere dieser Bedienungsvorrichtungen 110 sind mit einem Triebstrang, der ein Getriebe (nicht gezeigt) umfasst, zur Steuerung des Betriebs des Industriefahrzeugs 100 wirkgekoppelt. Ein Fluidsystem 200 (siehe 2) wird durch den Rahmen 104 gestützt und stellt dahingehend ein Fluid, wie z. B. ein Hydraulikfluid, bereit, für den Betrieb des Getriebes der Maschine 100 sowie einer Zapfwelle (PTO) (nicht gezeigt) zu sorgen.
Wie in 2 dargestellt wird, umfasst das Fluidmanagementsystem 200 ein Getriebe 202 und einen Getriebesumpf 204, der mit dem Getriebe 202 wirkverbunden ist. Der Getriebesumpf 204 ist bei einer Ausführungsform auch dahingehend gekoppelt, Fluid zur Schmierung der Vorderachse, einer PTO und von Vorderachsbremsen bereitzustellen. Ein Kühler (nicht gezeigt) ist mit dem Getriebe 202 gekoppelt, wie für den Fachmann verständlich ist.
Ein Fluidbehälter 206 sorgt für die Speicherung des in dem Fluidmanagementsystem 200 verwendeten Hydraulikfluids und ist mit der Lenkung und den Bremsen 208 gekoppelt. Ein Differenzial 210 umfasst einen Differenzialkasten 212, der mit dem Fluidbehälter 206 gekoppelt ist. Ein Öleinfüllstutzen 214 ist dahingehend an dem Differenzialkasten 212 positioniert, ein Einfüllen des Hydraulikfluids (z. B. Öl) des Differenzialkastens 212 je nach Bedarf bereitzustellen. Ein oder mehrere Filter 216 sind zwischen einem Kanal 217 des Fluidbehälters 206 und einer Fluidförderpumpe 218, die mit dem Differenzialkasten 212 gekoppelt ist, gekoppelt. Ein Einlass 220 der Fluidförderpumpe 218 ist zur Aufnahme von gefiltertem Hydraulikfluid, das sich durch den Filter 216 hindurch bewegt, konfiguriert. Ein Auslass 222 ist mit dem Differenzial 212 gekoppelt. Ein Bypasssolenoidsteuerventil 224 ist zwischen den Kanal 217 und den Differenzialkasten 212 gekoppelt.
Die Fluidförderpumpe 218 ist bei einer Ausführungsform eine Niederdruckzahnradpumpe, die zur Förderung von Hydraulikfluid zwischen dem Fluidbehälter 206 und dem Differenzialkasten 212 konfiguriert ist. Die Druckaufbaukapazität der Fluidförderpumpe 218 wird durch eine elektrohydraulische oder hydraulische Steuerung der Plattenbewegung und ein elektrisches Steuersignal gesteuert, wie bei 226 angegeben wird. Bei einer Ausführungsform ist ein Solenoid an, in oder von der Fluidförderpumpe 218 entfernt positioniert. Das elektrische Steuersignal 226 wird durch eine Steuerung 230 durch eine Steuerleitung 231 zugeführt, die einen oder mehrere Prozessoren umfasst, die zur Steuerung des Betriebs der Fluidförderpumpe 218 konfiguriert sind. Das elektrische Steuersignal 226 steuert den Solenoid, der ein an die Fluidförderpumpe 218 anzulegendes Hydraulikvorsteuersignal öffnet oder schließt.
Die Steuerung 230 ist dazu konfiguriert, Computersoftwareanwendungen, Komponenten, Programme, Objekte, Module oder Datenstrukturen usw. auszuführen oder anderweitig darauf zu basieren. Softwareroutinen befinden sich in einem Speicher, der sich in der Steuerung 230 oder bei einem anderen externen Speicher (nicht gezeigt) befindet, oder werden als Firmware bereitgestellt und als Reaktion auf die verschiedenen empfangenen und erzeugten Signale gemäß der hier erfolgenden Beschreibung ausgeführt. Die ausgeführte Software umfasst eine bzw. ein oder mehrere spezifische Anwendungen, Komponenten, Programme, Objekte, Module oder Sequenzen von Anweisungen, die in der Regel als „Programmcode“ bezeichnet werden. Der Programmcode umfasst eine oder mehrere Anweisungen, die sich in dem Speicher, anderen Speichervorrichtungen oder anderswo, befinden, der die Steuerfunktionen des Industriefahrzeugs 100 ausführt.
3 und 4 sind Schemadiagramme eines Querschnitts einer Ausführungsform der Fluidförderpumpe 218 in einem ersten Zustand bzw. einem zweiten Zustand. Bei den dargestellten Ausführungsformen handelt es sich bei der Fluidförderpumpe 218 um eine Verdrängungspumpe, die ein Gehäuse 232 umfasst, das einen Hohlraum 233 definiert, in dem eine erste Welle 234 und eine zweite Welle 236 angeordnet sind. Die zweite Welle 236 umfasst ein erstes und ein zweites Ende, die sich jeweils außerhalb des Gehäuses 232 erstrecken. Die erste Welle 234 ist dazu konfiguriert, durch eine Antriebsvorrichtung (nicht gezeigt) angetrieben zu werden. Ein erstes Zahnrad 238 ist an der ersten Welle 234 fixiert und umgibt diese, und ein zweites Zahnrad 240, das mit dem ersten Zahnrad 238 in Eingriff steht, ist an der zweiten Welle 236 fixiert und umgibt diese.
Die erste Welle 234 wird zur Drehbewegung in dem Hohlraum 233 durch ein erstes Lager 242 und ein zweites Lager 244 gestützt. Die zweite Welle 236 wird zur Drehbewegung durch ein drittes Lager 246 und ein viertes Lager 248 gestützt. Das erste und das dritte Lager 242 und 246 sind neben oder an einem Flansch 250 angeordnet, der eine Seitenwand 251 des Gehäuses 232 bildet. Eine Verschalung 252 bildet einen Abschnitt des Gehäuses 232 und ist neben der Seitenwand 251 angeordnet. Das erste und das dritte Lager 242 und 246 bilden dahingehend fluiddichte Abdichtungen mit der ersten und der zweiten Welle 234 und 236, den Hohlraum 233 an der Seitenwand 251 im Wesentlichen abzudichten.
Sowohl das zweite Lager 244 als auch das vierte Lager 248 sind in einer Endplatte 254 angeordnet, die in jeglicher Richtung bezüglich der Verschalung 252 in einer Richtung 256 beweglich ist. Das zweite und das vierte Lager 244 und 248 sind in der Endplatte 254 fluiddicht abgedichtet. Die Endplatte 254, die sich in der Richtung 256 bewegt, ist mit einer Endabdeckung 258 derart fluiddicht abgedichtet, dass sich die Endplatte 254 zwischen einer ersten Position von 3 und einer zweiten Position von 4 und an Stellen zwischen der ersten und der zweiten Position bewegt. Die Endabdeckung 258 stellt eine weitere Seitenwand 260 zur Vollendung des Gehäuses 232 bereit. Die fluiddichte Abdichtung der Endplatte 254 mit der Endabdeckung 258 wird durch mehrere Dichtungen 262 hergestellt, die jeweils an einer Schnittstelle der Endplatte 254 und der Endabdeckung 258 positioniert sind.
Die Endabdeckung 258 definiert eine Öffnung 264 in der Verschalung 252. Bei der dargestellten Ausführungsform ist ein Verschalungsteil 266 ein trennbares Teil, das an dem Rest der Verschalung 252 fest angebracht ist. Bei weiteren Ausführungsformen ist die Verschalung 252 ein einstückiges Teil. Die Öffnung 264 ist mit einem Solenoid 268 strömungsgekoppelt, der durch die Steuerung 230 durch die Steuerleitung 231 gesteuert wird. Die Öffnung 264 ist ferner mit einem Hohlraum 269 strömungsgekoppelt, dessen Kapazität in Abhängigkeit von der Bewegung der Endplatte 254 bezüglich des ersten und des zweiten Zahnrads 238 und 240 variiert.
Wenn Vorsteuerdruck durch den Solenoid 268 angelegt wird, erweitert sich der Hohlraum 269 mit Bewegung der Endplatte 254 von dem ersten und dem zweiten Zahnrad 238 und 240 weg und dadurch wird eine Innenwand oder eine innere Fläche gebildet. Gleichzeitig erweitert sich auch der Hohlraum 233, der ein Volumen definiert, mit Bewegung der Endplatte 254 von dem ersten und dem zweiten Zahnrad 238 und 240 weg. Die Kapazität des Hohlraums 233 variiert in Abhängigkeit von der Position der Endplatte 254 bezüglich des ersten und des zweiten Zahnrads 238 und 240.
Ein erstes Vorspannelement 270 und ein zweites Vorspannelement 272 sind jeweils zwischen der Endplatte 254 und der Endabdeckung 258 positioniert. Bei verschiedenen Ausführungsformen ist bzw. sind ein oder mehrere Vorspannelemente enthalten. Bei einer Ausführungsform sind das erste und das zweite Vorspannelement 270 und 272 Schraubenfedern, deren jeweilige Enden mit einer Nut oder eine Öffnung in der Endplatte 254 und der Endabdeckung 258 in Eingriff stehen. Sowohl das erste als auch das zweite Vorspannelement 270 und 272 drücken in einem relativ entlastenden Zustand gemäß der Darstellung in 3 die Endplatte 254 zur Reduzierung der Kapazität des Hohlraums 233 von der Endabdeckung 258 weg. In dieser Position wird kein Vorsteuerfluiddruck durch die Öffnung 264 angelegt. Bei fehlender Bereitstellung von Vorsteuerfluiddruck an der Öffnung 264 reicht die durch das erste und das zweite Vorspannelement 270 und 272 bereitgestellte Kraft dazu aus, die Position der Endplatte 254 gemäß der Darstellung beizubehalten, wodurch die Größe des Hohlraums 233 auf ein Minimum reduziert wird. Darüber hinaus weist ein Raum 274, der zwischen der Endplatte 254 und der Endabdeckung 258 positioniert ist, eine Höchstabmessung auf. In diesem Zustand bewegt die Fluidförderpumpe 218 Fluid von einem Einlass 276 zu einem Auslass 278, die beide mit dem Hohlraum 233 strömungsgekoppelt sind. Ein Arbeitsdruck für den Betrieb des ersten und des zweiten Zahnrads 238 und 240 wird somit aufgebaut. Mit der Endabdeckung 258 in der dargestellten Position ermöglicht der in dem Hohlraum 233 aufgebaute Druck, dass die erste Welle 234 das Hydraulikfluid von dem Einlass 276, durch den Hohlraum 233, durch den Auslass 278 und zu anderen Stellen in dem Fluidmanagementsystem 100 bewegt. Das Axialspiel jeder der Komponenten wird dahingehend gesteuert, einen hinreichenden Pumpwirkungsgrad zu erzielen.
4 stellt einen Zustand der Fluidförderpumpe 218 dar, der zur Reduzierung des Fluiddrucks in dem Hohlraum 233 und zum Entlasten des ersten und des zweiten Zahnrads 238 und 240, wenn kein Fluidstrom und ein Niedrigenergiezustand erwünscht sind, bereitgestellt wird. In diesem Zustand werden Leistung und/oder Kraftstoff eingespart, um dadurch Kosten, darunter Betriebskosten und aus dem Gebrauch resultierende Reparaturkosten oder Austauschkosten, zu reduzieren.
Zum Entlasten der Fluidförderpumpe 218 wird ein Vorsteuerfluiddruck an die Öffnung 264 durch eine Aktivierung des Solenoids 268 durch die Steuerung 230 angelegt. Beim Anlegen des Vorsteuerfluiddrucks wird Fluid in den zwischen der Verschalung 252 und der Endplatte 254 definierten Hohlraum 269 gedrückt. Mit ausreichendem Druck zur Überwindung der Vorspannkraft des ersten und des zweiten Vorspannglieds 270 und 272 füllt sich der Hohlraum 269 dahingehend mit Hydraulikfluid, die Endplatte 254 dazu zu zwingen, sich von dem ersten und dem zweiten Zahnrad 238 und 240 weg zu bewegen. Diese Bewegung reduziert die Größe des Raums 274. Mit der Reduzierung der Größe des Raums 274 von 3 erweitert sich ein Raum 282, der Teil des Hohlraums 233 ist, zwischen dem ersten und dem zweiten Zahnrad 238 und 240 und die Endplatte 254 als die kombinierte Struktur des zweiten Lagers 244, des vierten Lagers 248 und der Endplatte 254 bewegt sich zu der Endabdeckung 258 hin. Mit dem Zusammendrücken des ersten und des zweiten Vorspannelements 270 und 272 auf eine kürzere Länge wird das Axialspiel des Zahnradsatzes auf einen Punkt erhöht, bei dem das erste und das zweite Zahnrad 238 und 240 keinen zum Bewegen von Hydraulikfluid von dem Einlass 276 zu dem Auslass 278 ausreichenden Arbeitsdruck mehr bereitstellen. Wenn der Vorsteuerfluiddruck angelegt wird, ist der Druck zwischen den Dichtungen 262 in der Nähe der Öffnung 264 eingeschlossen, und dieser Druck wird zum Drücken gegen das erste und das zweite Vorspannelement 270 und 272 an den Differenzialbereich der Endplatte 254 angelegt. Dadurch laufen das erste und das zweite Zahnrad 238 und 240 in der mit Hydraulikfluid gefüllten Kammer, dem Hohlraum 233, der nun eine größere Kapazität aufweist und der keinen zum Bewegen von Hydraulikfluid unter Druck von dem Einlass 276 zu dem Auslass 278 ausreichenden Druck aufweist. Während dieses Betriebszustands beträgt der Betriebsdruck der Fluidförderpumpe 218 im Wesentlichen null und die einzige erforderliche Kraft ist das zum Drehen des ersten und des zweiten Zahnrads 238 und 240 in einem Hydraulikfluidbad erforderliche Drehmoment.
Bei dieser Ausführungsform bleibt der Raum 274 bei Auftreten eines Ausfalls wie in 3 dargestellt und ein ausreichender Druck wird in dem Hohlraum 233 angelegt, um einen mit Druck beaufschlagten Hydraulikfluidstrom von dem Einlass 276 zu dem Auslass 278 zu ermöglichen. Ausfälle können unter verschiedenen Bedingungen auftreten, darunter Betriebsausfall des Solenoids 268 oder Entkopplung einer Hydraulikfluidleitung von der Öffnung 264.
5 stellt eine weitere Ausführungsform einer Fluidförderpumpe 300 dar, die ein Gehäuse 302 umfasst, das einen Kasten 304 und eine Abdeckung 306, die an einem Ende des Kastens 304 fest positioniert ist, aufweist. Der Kasten 304 umfasst einen ersten Hohlraum 308 und einen zweiten Hohlraum 310, die durch eine Innenwand 312 abgetrennt sind. Der erste Hohlraum 308 wird durch die Abdeckung 306, Innenwände des Kastens 304 und eine Seite der Innenwand 312, die als Federhalter wirkt, im Wesentlichen geschlossen. Die Innenwand 312 umfasst eine Öffnung 314, durch die ein Ringkolben 316 eingeführt wird (siehe 6).
Ein Vorspannglied 320 ist auf einer Welle 318 positioniert und ist zwischen einem äußeren Ende 322, das einen Halteabschnitt an einem Ende des Vorspannglieds 320 definiert, erfasst. Eine Fläche der Innenwand 312 stellt einen weiteren Halteabschnitt an einem anderen Ende des Vorspannglieds 320 bereit, so dass das Vorspannglied 320 zwischen dem äußeren Ende 322 und der Innenwand 312 erfasst ist.
Der zweite Hohlraum 310 wird ferner durch eine erste Fläche 324 des Ringkolbens 316 definiert, die mit einer zweiten Fläche der Innenwand 312 dahingehend zusammenwirkt, den zweiten Hohlraum 310 zu definieren. Der zweite Hohlraum 310 umfasst ein variables Volumen, wobei sein Volumen in Abhängigkeit von der Bewegung des Ringkolbens 316 in einer Richtung 326 in jeglicher Richtung einstellbar ist. Ein Körperabschnitt 328 des Ringkolbens 316 definiert die erste Fläche 324 und eine zweite Fläche 330. Die zweite Fläche 330 definiert mit angrenzenden Wänden des Kastens 304 einen dritten Hohlraum 332, der ein allgemein ringförmiges Volumen aufweist, das sich um den Körperabschnitt 328 herum erstreckt. Der dritte Hohlraum 332 ist mit einer durch den Kasten 304 definierten Öffnung 334 gekoppelt, die zur Aufnahme eines Anschlussstücks 336 konfiguriert ist. Das Anschlussstück 336 empfängt einen Vorsteuerfluiddruck gemäß der obigen Beschreibung im Hinblick auf 3 und 4.
Bei dieser Ausführungsform wird durch das Anlegen eines Vorsteuerfluiddrucks an die Öffnung 334 der Ringkolben 316 jedoch von der Innenwand 312 weg und zu einem Pumpengehäuse 338 hin bewegt, wodurch eine Seitenwand für das Pumpengehäuse 338 bereitgestellt wird und das fest an dem Kasten 304 angebracht ist. Das Pumpengehäuse 338 umfasst einen mittleren Kanal 340, der zum Stützen eines Zahnrads 342 konfiguriert ist. Beim Anlegen des Vorsteuerfluiddrucks an die Öffnung 334 bewegt sich der Körperabschnitt 328 zu dem Pumpengehäuse 338 hin, um das Vorspannelement 342 mit einem Arbeitsfluiddruck zu versorgen. In dem dargestellten Zustand lässt das Anlegen des Vorsteuerfluiddrucks das Vorspannelement 320 versagen. Dadurch wird zum Halten des Zahnrads 342 in einem Arbeitszustand der Vorsteuerfluiddruck kontinuierlich aufrechterhalten.
Wenn jedoch gewünscht wird, ein Pumpen des Zahnrads 342 zu verhindern, wird der Vorsteuerfluiddruck unterbrochen und die Federkraft des Vorspannelements 320 bewegt den Körperabschnitt 328 von dem Zahnrad 342 weg und zur Abdeckung 306 hin. Der Hydraulikfluiddruck ist reduziert und, obgleich sich das Zahnrad 342 weiterhin drehen kann, ist der Hydraulikfluiddruck ausreichend dafür reduziert, ein Verdrängen von Hydraulikfluidstrom durch die Fluidförderpumpe 300 zu reduzieren.
Bei dieser Ausführungsform versagt der Hohlraum 310 im Falle eines Ausfalls des den Vorsteuerfluiddruck zuführenden Solenoids und es steht kein ausreichender Druck dafür, ein Drehen des Zahnrads 342 nach Bedarf zu ermöglichen, zur Verfügung.
Somit stellt gemäß der hier erfolgenden Beschreibung jede der verschiedenen Ausführungsformen einen anderen Zustand der Fluidförderpumpe, wenn kein Vorsteuerfluiddruck zur Verfügung steht, bereit. Die beschriebenen Ausführungsformen bieten somit einen relativ kostengünstigen, jedoch äußerst wirksamen Entlastungsmechanismus für Zahnradpumpen, wenn kein Strom und Niedrigenergiezustände gewünscht werden, wodurch Leistung und/oder Kraftstoff eingespart werden.

Claims

Fluidförderpumpe, wobei die Fluidförderpumpe (218) ein Gehäuse (232), das einen ersten Hohlraum (233) definiert, und einen Durchgang (264), der mit einem zweiten Hohlraum (269) wirkgekoppelt ist, umfasst, wobei der Durchgang (264) dazu konfiguriert ist, eine Hydraulikfluidförderung in den zweiten Hohlraum (269) bereitzustellen, wobei das Gehäuse (232) ferner eine in dem Gehäuse (232) angeordnete Innenwand und eine an einem Ende des Gehäuses (232) angeordnete fixierte Seitenwand (260); ein bewegliches Glied (254), das in dem Gehäuse (232) beweglich angeordnet ist, und ein Vorspannelement (270, 272), das zwischen der Innenwand und dem beweglichen Glied (254) angeordnet ist, umfasst, wobei ein auf den Durchgang (264) in den zweiten Hohlraum (269) beaufschlagtes Hydraulikfluid die Vorspannkraft des Vorspannelements (270, 272) und die Position des beweglichen Glieds (254) bezüglich der Innenwand zur Änderung eines Volumens des ersten Hohlraums (233) ändert.
Fluidförderpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegliche Glied (254) mit dem Gehäuse (232) den ersten Hohlraum (233) und den zweiten Hohlraum (269) definiert, wobei durch eine Erhöhung des Volumens des zweiten Hohlraums (269) das Volumen des ersten Hohlraums (233) eingestellt wird.
Fluidförderpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner ein Zahnrad (238, 240) umfasst, das bei dem ersten Hohlraum (233) angeordnet ist, wobei das Volumen des ersten Hohlraums (233) dazu konfiguriert ist, einen Hydraulikfluiddruck in dem ersten Hohlraum (233) bereitzustellen, um zu ermöglichen, dass die Fluidförderpumpe (218) Hydraulikfluid mit einem Arbeitsdruck fördert.
Fluidförderpumpe nach mindestens einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner eine Spindel (234, 236) und ein Zahnrad (238, 240), das mit der Spindel (234, 236) gekoppelt ist, umfasst, wobei das Zahnrad (238, 240) die Innenwand definiert.
Fluidförderpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner eine fixierte zweite Seitenwand (251), ein zweites Seitenwandlager (242, 246), das bei der fixierten zweiten Seitenwand (251) positioniert ist, und ein Lager (244, 248) des beweglichen Glieds, das bei dem beweglichen Glied (254) positioniert ist, umfasst, wobei sich die Spindel (234, 236) von dem zweiten Seitenwandlager (242, 246) zu dem Lager (244, 248) des beweglichen Glieds erstreckt.
Fluidförderpumpe nach mindestens einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner eine Dichtung (262) umfasst, die zwischen dem Gehäuse (232) und dem beweglichen Glied (254) angeordnet ist, wobei die Dichtung (262) eine Bewegung von Hydraulikfluid in dem zweiten Hohlraum (269) in den ersten Hohlraum (233) im Wesentlichen verhindert.
Fluidförderpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannelement (270, 272) dazu konfiguriert ist, das bewegliche Glied (254) zu dem Zahnrad zu bewegen, und das Beaufschlagen des zweiten Hohlraums (233) mit einem Hydraulikfluid dazu konfiguriert ist, das bewegliche Glied (254) von dem Zahnrad (238, 240) weg zu bewegen und das Vorspannelement (270, 272) zusammenzudrücken, wodurch die Größe des ersten Hohlraums (233) erhöht wird.
Fluidförderpumpe nach mindestens einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegliche Glied (254) ein äußeres Ende umfasst, das sich von einem Körper erstreckt, wobei das äußere Ende auf einer Seite der Innenwand positioniert ist und der Körper auf der anderen Seite der Innenwand positioniert ist.
Fluidförderpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannelement (270, 272) zwischen dem äußeren Ende und der fixierten Seitenwand (260) positioniert ist.
Fluidförderpumpe nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper zwischen der fixierten Seitenwand (260) und der fixierten zweiten Seitenwand (251) positioniert ist.