DE2015610A1

DE2015610A1 - Mit einer Steuervorrichtung versehene Pumpe

Info

Publication number: DE2015610A1
Application number: DE19702015610
Authority: DE
Inventors: Tamaki; Suzuki Akira; Kariya Aichi Tomita (Japan)
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 1969-04-01
Filing date: 1970-04-01
Publication date: 1970-10-15
Also published as: FR2040124A5; JPS5034250B1; US3632232A; CA927678A; GB1298394A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F, Weickmann, ."

Dipl.-Ing. H.Weigkmann, DiPL.-pHys. Dr. K.FiNCKE • Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 39 21/22

IGA

Toyoda Koki Kabushiki Kalsa

Mit einer Steuervorrichtung versehene Pumpe.

Die Erfindung betrifft im wesentlichen derartige Pumpen, die zur Umwandlung der Drehenergie einer Fahrzeugantriebsmasehine in Druckenergie eines Fluidums dienen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Kreiselpumpe, die mit einer Steuervorrichtung kombiniert ist und in geeigneter Weise für eine Servolenkung eines Fahrzeugs verwendet werden kann» /

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Bekanntlieh steigert eine Pumpe, die Druckflüssigkeit an eine Servolenkung abgibt, um die von Hand aufzubringende Steuerkraft zu unterstützen, ihre Abgabemenge in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl, wie es an Hand der Linie a in Fig. υ gezeigt ist. Dies liegt daran, daß die Pumpe mit den gebräuchlichen Mitteln direkt an die Fahrzeugmaschine gekuppelt ist.

Die Menge an Druckflüssigkeit jedoch, die von der Servolenkung gebraucht wird, ist sehr klein verglichen mit der Abgabernenge, die die Pumpe liefert, wenn das Fahrzeug mit höherer Geschwindigkeit fährt. Es muß also unabhängig von der Servolenkung Druckflüssigkeit abgegeben werden, die nicht zum Antrieb der Servolenkung dient. Es sind bereits viele Vorrichtungen bekannt, die dazu dienen, die Menge des von der Pumpe abgegebenen Fluidums ■ in Abhängigkeit von den Erfordernissen der Servolenkung ■ konstant zu halten. Eine der interessantesten Vorrichtungen weist eine Drosselblende in einer zu einer AbgabeÖff- W nung führenden Flüssigkeitsleitung sowie ein gleitendes Spulenventil (spool valve) auf, das den öffnungswinkel einer By-Pass-öffnung steuert. Durch diese Öffnung wird überflüssige Flüssigkeit in ein Reservoir abgegeben. Das Spulenventil arbeitet in Abhängigkeit von der Druck- _f differenz zwischen den vor und hinter der Drosselblende herrschenden Drücken. Es dient dazu, die Druckdifferenz konstant zu halten und auf diese V/eise eine im wesentlichen konstante Abgabemenge zu sichern. Die obige Vorrichtung

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hat jedoch folgende Nachteile: Es ist unvermeidlich, daß ein erheblicher Energieverlust auftritt, wenn die Druckflüssigkeit die Drosselblende passiert. Die zum Antrieb der Pumpe dienende Energie ist groß, da die Aufrechterhai tung einer Druckdifferenz vor und hinter der Drosselblende ein wesentliches Erfordernis für die Steuerung des Spulenventils darstellt. Die Pumpe muß daher Flüssigkeit mit einem Druck abgeben, der höher ist als der, mit dem die Druckflüssigkeit der Servolenkung zugeführt wird. Darüber hinaus ist es nicht zu vermeiden, daß trotz der Verwendung und Betätigung des Spulenventils Schwankungen in der Durchflußmenge auftreten, und zwar aufgrund thermischer-Effekte, die bei Temperaturweahseln die Viskosität der Druckflüssigkeit verändern. ,

Die Erfindung ist daher darauf gerichtet, eine Pumpe zu schaffen, bei der die Antriebsenergie für die Pumpe vermindert wird, indem das erforderliche Fluidum unabhängig von der Pumpendrehzahl abgegeben wird.

Nach der Erfindung wird außerdem eine Pumpe geschaffen, die mit eirfer Steuervorrichtung kombiniert ist. Die Steuervorrichtung steuert die abgegebene Fluidunmenge in Abhängigkeit von einem Vemsurieffekt. Die Pumpe nach der Erfindung gestattet es, Druckflüssigkeit in konstanter Menge abzugeben und Schwankungen der" abgegebenen Menge zu vermeiden, die aufgrund von Änderungen der Fluidum-

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viskosität bei Temperaturänderungen auftreten können. Dabei ist die Pumpe klein in ihren Abmaßen.

Die Pumpe nach der Erfindung weist ein Gehäuse auf, das mit einer .Saugzone, einer Druckzone und mit einer die Auslaßzone an ein Reservoir anschließenden Bypass-Leitung versehen ist. Innerhalb des Gehäuses ist ein umlaufender Rotor angeordnet. Weiterhin ist eine Steuervorrichtung mit einem Strömungssteuerventil vorgesehen, das ein Spulenventil umfaßt. Das Spulenventil spricht auf eine Druckdifferenz an, die zwischen dem Druck im engsten Querschnitt eines Venturirohrs und dem Druck stromabwärts des Venturirohrs in einer Abgabeleitung herrscht, um die Strömung durch eine Bypass-Leitung zu steuern.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung der Zeichnungen hervor, die eia Aueführungsbeispiele nach der Erfindung darstellen.

Wk Es zeigen:

Pig. 1 einen Längsschnitt durch eine Kreiselpumpe nach der Erfindung*

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 in Pig. I;

Pig. 3 einen Teilschnitt entlang der Linie 3-3 in Pig. 2;

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Fig..4 einen Schnitt entsprechend Fig. 1 durch eine andere Ausführungsform einer Kreiselpumpe nach der Erfindung.

Fig. 5 einen Teilschnitt entlang der Linie 5-5 in Fig. 4; ■ -.·■"■_

Fig. 6 ein Diagramm, das die Charakteristik der Kreiselpumpe nach der Erfindung darstellt;

Fig. 7 eine hydraulische Schaltung mit der Kreiselpumpe nach der Erfindung;

Fig. 8 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform einer Kreiselpumpe, nach der Erfindung;

Flg. 9 einen Schnitt entlang der Linie 9-9 in Flg. 8; Fig. Io einen Schnitt entlang der Linie lo»lo in Fig.

Entsprechend Fig. 1 und 2 ist eine zylindrische Hülse 12 in einer zylindrischen Bohrung 11 eines Gehäuses Io vorgesehen. In der Hülse 12 kann ein Rotor I"j5 umlaufen. Zwei flüssigkeitsdichte Scheiben· 14 und 15 liegen an gegenüberliegenden Seiten der Hülse 12 und des Rotors IJ an. Das offene Ende des Gehäuses Io (rechterHand in Fig. 1) ist mit einem Stopfen 16 verschlossen, der über einen Gewindering 17 nach links gedrückt wird. Der Gewindering

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17 ist in daa Gehäuse Io eingeschraubt und sichert die Lage der Scheiben 14 und 15, der Hülse 12 und des Rotors 1^· Außerdem ist eine Arretierung 71 in das Gehäuse Io eingeschraubt und sichert den Gewindering 17. Das Gehäuse Io und der Stopfen 1-5 sind mit koaxialen, nach außen gerichteten Abschnitten loa und 16a versehen, in denen jeweils Lager 19a und 19 sitzen. Das Lager 19 wird an seinem Platz in dem nach außen ragenden Abschnitt 16a von. einem Sprengring 16b festgehalten. Eine Dichtung 19b zum Verhindern eines Herausleckens der Betriebsflüssigkeit wird von einem Sprengring 19c in seiner Lage in dem nach außen ragenden Abschnitt loa festgehalten. In den Lagern 19 und 19a läuft eine Antriebswelle 18 für den Rotor 12, die an einem Ende mit üblichen Mitteln an die nicht gezeigte Fahrzeugmaschine angekuppelt ist. Ein Nockenring 2o mit nicht kreisförmiger Ausbildung stellt den Rotor 13 der Pumpe dar und ist in der Mitte auf der Antriebswelle 18 befestigt. Einzelheiten des. Rotors werden noch im weiteren beschrieben.

Zwischen einer inneren zylindrischen Bohrung 21 der Hülse 12 und dem Rotor 13 ist eine mondförmige Aussparung 21a vorgesehen. Eine Anzahl axialer Nuten 22 ist am Umfang und jeweils unter Einhaltung des gleichen Abstandes rund um die innere Bohrung 21 angeordnet. Innerhalb jeder der Nuten 22 sitzt ein Anlagestück 23, das über eine Druckfeder 24 gegen den Außenumfang des Rotors 13 gedrückt wird.

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Die Druckfeder 24 liegt zwischen dem Anlagestück 25 und der Nut 22. Aufgrund der Gleitführung der Anlagestücke 25 zwischen dem Rotor 15 und den Seitenwänden der Nuten 22 wird die mondförmige Aussparung 21a in eine Mehrzahl von Pumpehkammern 25 unterteilt. Fig. 2 zeigt sechs derartiger Anlagestücke 25. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß die Anzahl der Anlagestücke nicht auf sechs beschränkt ist. An einer Seite jedes Anlagestücks 25 isi eine Einkerbung 25a angeordnet, durch die die Flüssigkeit der Pumpenkammern zur rückwärtigen oder äußeren Seite des Anlagestücks 25 geleitet wird. Insbesondere werden im Fall von Fig. 2 die rechts gezeigten Anlagestücke 25 vom Abgäbedruck in den Pumpenkammern gegen den Außenumfang des Rotors 15 gedrückt, um eine direktere Gleitführung zwischen diesen Teilen zu erzielen.

Am Außenumfang des Nockenrings 2o, der das Hauptelement des Rotors 15 darstellt, sind diametral einander gegenüberliegend konzentrische .Abschnitte R₁ und R₂ ausgebildet. Der erste konzentrische Abschnitt R, stellt einen Kreisbogen dar* dessen.*Mittelpunkt auf der Achse der Antriebswelle 18 liegt« Sein Badius entspricht fast dem der inneren Bohrung 21 der Hülse 12, um eine Gleitführung zwischen diesen Teilen herzustellen. Der zweite konzentrische Abschnitt R₂ ist ebenfalls als Kreisbogen mit dem gleichen Mittelpunkt ausgebildet* Jedoch ist sein Radius kleiner als der der inneren Bohrung 21. Die beiden konzentrischen Abschnitte sind miteinander durch gegenüberliegende glatte

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Flächen Cj und C₂ verbunden. Auf diese Weise entsteht eine mondförmige Aussparung zwischen dem Rotor Ij5 und der inneren Bohrung 21, wie es bereits oben erwähnt wurde. Die gegenüberliegenden Flächen C₁ und C₂ werden im weiteren als exzentrische Abschnitte bezeichnet. Die Verbindungspunkte zwischen den konzentrischen Abschnitten R₁ , R₂ und den exzentrischen Abschnitten C₁, C₂ sind als sanfte übergänge ausgebildet, um abrupte Veränderungen in der Krümmung zu vermeiden. Die konzentrischen Abschnitte R, und R₂ sorgen für eine optimale Abdichtung zwischen dem Rotor I^ und den Anlagestücken 23, da letztere dicht und sanft den

radialen Änderungen am Umfang des Rotors 13 folgen. Die Anlagestücke 23 beginnen mit ihrer radialen Verschiebungsbewegung, nachdem sie auf den konzentrischen Abschnitten geruht haben, die ja in radialer Richtung keine Veränderungen ihrer Form aufweisen.

Eine Ausnehmung 26 liegt in der Mitte des ersten exzentrischen Abschnitts C* zwischen den Enden des Rotors. Die Ausnehmung ist an eine Saugleitung 27 angeschlossen, die ihrerseits koaxial, in der Antriebswelle l8 vorgesehen ist. Der zweite exzentrische Abschnitt C₂ trägt eine Ausnehmung 28, die an eine Druckleitung 29 angeschlossen ist. Die Druckleitung liegt im Außenumfang der Antriebswelle 18 und ist sowohl gegen einen Sammelkanal jk> in der Seitenwand des Gehäuses lo, als auch gegen einen relativ kleinen freien Raum zwischen der Scheibe 15 und dem Stopfen 15 geöffnet. Da auf diese Weise die Scheiben lh und I5 Je-

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hineintreten läßt, wenn die Flüssigkeit mit dem Abgabezyklus beginnt.

Bei der Kreiselpumpe nach der Erfindung ist die mondförmlge Aussparung 21a zwischen dem Rotor 12 und der inneren Bohrung 2X der Hülse Im wesentlichen in ein Paar von Zonen unterteilt, d.h., in eine Zone für den Saugzyklus und in eine Zone für den Druckzyklus. Die Zone für den Saugzyklus, die dem ersten exzentrischen Abschnitt G₁ entspricht, wird bei der bevorzugten Ausführungsform nach Fig. 2 von den Anlagestücken 23 in zwei oder drei Pumpenkammern unterteilt. Die einzelnen Pumpenkammern stehen über die Ausnehmung 2o mit der Saugleitung 27 in. Verbindung. Die Zone für den Druck- oder Abgabezyklus (rechterHand in Fig. 2), die dem zweiten exzentrischen Abschnitt Cg entspricht, ist über die Aiasaelmrag 28 an die Druckleitung 29 angeschlossen. W&mx sieb, der Rotor entsprechend dem Pfeil A in Fig.. 2 im Uhrzeigersinn dreht,, vergrößert sich das Volumen in der Zone für den Saugzyklus, wodurch Flüssigkeit aus der Saugleitung 27 angesaugt wird. Das Volumen in der Zone für den Druckzyklus vermindert sich dementsprechend, so daß Flüssigkeit in. die Druckleitung 2.9 abgegeben werden kann.

Eine äußere Abdeckung 33 umschließt das Gehäuse Io und bildet ein Reservoir 34 für die Flüssigkeit. Das offene

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Ende der Abdeckung ist gemäß Fig. 1 über einen Gummiring 73 abgedichtet, der zwischen die Abdeckung 33 und das Gehäuse Io eingelegt ist, um ein Herauslecken der Flüssigkeit zu verhindern; Ein abnehmbarer Deckel 72 zum Ausgießen von Flüssigkeit ist oben auf der Abdeckung 33 angeordnet.

Da die Saugleitung 27 koaxial in der.Antriebswelle. 18 und die Druckleitung 29 in deren äußerem Umfang angeordnet sind, dient die durch die Drehung des. Rotors entstehende Zentrifugalkraft dazu, den mechanischen Wirkungsgrad der Kreiselpumpe zu erhöhen. Die Zentrifugalkraft, 41e das Ansaugen der.Flüssigkeit aus der Saugleitung 27 in die Kammern des Saugzyklus einleitet, ist größer als· diejenige Zentrifugalkraft, die im Druckzyklus- entgegen dei? Abgaberichtung der Flüssigkeit aus den Kammern in die. Druckleitung 29 wirkt.

Dieflüssigkeitwird Übet·' eineAnsaugöffnung 3'5>. die gegen das Reservoir; >4 jgeÖfJTnet ist, über eine Öffnung; 71a der Arretierung,71 in die Saugleitung 27.eingesaugt. Sie wird in die Druckleitung 29 abgegeben und gelangt von hier aus in eine zu einer Steuervorrichtung 3ß gemäß.Fig* 3 gehörende Abgabeleitung'39» und zwar dur?ch den Sammelkanal 3o und eine vertiefte Leitung 37·

Die Steuervorrichtung. 3B, die die Durchflußmenge und den Druck des abgegebenen Fluidums steuert, wird-an-Hand.

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der Figuren 1, 2 und 3 beschrieben. Im Gehäuse Io ist eine Bohrung 4o vorgesehen. An einem Ende dieser Bohrung sitzt ein Anschlußstück 42 mit einer Abgabeöffnung 41. Das andere Ende ist zum Abschluß der Bohrung mit einem flüssigkeitsdichten Stopfen 43 versehen. Die Abgabeleitung 39 ist an die Bohrung 4o angeschlossen, so daß das Druckfluidum, das unter der Pumpwirkung des"iiotors 13 in die Druckleitung 29 gelangt, In die Bohrung 4o gefördert wird. In der Bohrung 4o gleitet ein Spulenventil 44 (spool valve), das mit einem Durchgang 45 und einer an den Durchgang angeschlossenen Fluidumleitung 46 versehen ist. Die Pluidumleitung steht mit der Abgabeöffnung 41 über den engsten Querschnitt 47 eines Venturirohrs in Verbindung. Dieser engste Querschnitt ist gegenüber dem Durchmesser der anschließenden Leitungen verjüngt ausgebildet, um das durchströmende Druckfluidum zu beschleunigen. Die Abgabeleitung 39, der Durchgang 45, die Fluidumleitung 4'5 und der engste Querschnitt 47 bilden eine Auslaßleitung. Vom engsten Querschnitt 47 des Venturirohrs führt eine kleine radiale öffnung 48 zu einer dünnen, im Spulenventil vorgesehenen Leitung 49* die In einer rechts liegenden Steuerkammer 44a zwischen dem Spulenventil 44 und dem Stopfen 43 endet. Außerdem ist eine linke Kammer 44b zwischen dem Anschlußstück 42 und dem Spulenventil 44 vorgesehen. Zwischen dem Spulenventil 44 und dem Stopfen 43 liegt in der Steuerkammer 44a eine Druckfeder 5o, um das Spulenventil nach links und damit in eine Richtung zu drücken, in der eine

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Bypass-Öffnung 51 geschlossen wird. Damit wird das Spulenventil 44 nach links sowohl von der Kraft, der Druckfeder 5o als auch zusätzlich dazu durch den Flüssigkeits- . druck gepreßt, der über die Öffnung 48 und die Leitung 49 vom engsten Querschnitt 47 abgenommen wird» Eine Belastung des Spuleaventils nach rechts erfolgt über den Flüssigkeitsdruck stromabwärts des engsten Querschnitts 4.7» Das Spulenventil 44 verschiebt sich also in Abhängigkeit vom Unterschied der Krä'fte, die an seinen gegenüberliegenden Enden angreifen. Der offnungsciuerschnitt der in der Bohrung 4o liegenden Bypass-öffnung 51 wird über die Verschiebung des Spulenventils 44 gesteuert* Die Bypass-Öffnung 51, durch die überschüssiges Fluidum an das Reservoir J** abgegeben wird, ist über eine Bypass-Leitung 52 im Gehäuse Io an den Äußenumfang des Stopfens 16 angeschlossen, Über einen weg* geschnittenen Teil lob am Rand des Stopfens 16 gelangt die Bypass-Flüssigkeit in.das Reservoir 34.

Der Druck., · der der SteuerkanMer 44a vom engsten Querschnitt 47 dureto d"ie Öffnung 48 und die Leitung 49 ,züge·* führt wird, ändert -sich in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit des Fluidums durch den engsten Querschnitt 47» - Ein Druckabfall im eiigsten Verschnitt 47 wird von der Durciaflüßgöschwindigkeit bestimmt« Wenn also die DurGhflu%esöhWiLridigkeit tooch ist, ist der Dru&kabfall groß. V/ird dagegen die DurchfliiiBgeschWlndigkeit vermindert, so nimtnt auch der Druckabfall ab. Die Druckänderungen werden

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über die öffnung 48 und die Leitung 49 auf die Steuerkammer 44«übertragen. Auf diese Weise spricht das Spulenventil 44 auf die Durchflußgeschwindigkeit des Pluidums durch den engsten Querschnitt 47 des Venturirohr an und hält eine konstante Durchflußgeschwindigkeit aufrecht, indem es das öffnen und Schließen der Bypass-Öffnung 51 steuert. Damit afe Durchflußmenge pro Zeiteinheit, die aus der Abgabeöffnung 4l austritt, auf dem Wert gehalten, der von den Erfordernissen der Servolenkung bestimmt ist. Die Servolenkung dient dazu, die von Hand aufzubringende Lenkkraft zu unterstützen.

Läuft jedoch der Rotor bei der ersten Ausführungsform mit ziemlich hoher vorbestimmter Drehzahl, so fällt die Menge des durch die Abgabeleitung strömenden Druckfluidums entsprechend der Linie c nach Fig. β ab. Versuche haben ergeben, daß die vorbestimmte Drehzahl mehr als drei- bis viertausend Umdrehungen pro -Minute beträgt.

Im Gehäuse Io sitzt ein Kugelventil 5j5, das von einer Druckfeder 55 gegen einen Ventilsitz 56 in einer Leitung 57 gepreßt wird. Die Druckfeder liegt zwischen dem Kugelventil 55 und einem Stopfen 54, der entsprechend Fig. 5 in das Gehäuse eingeschraubt 1st. Das Kugelventil 53>, die Druckfeder 55 und der Ventilsitz 56 stellen ein Entlastungssteuerventil bekannter Art dar. Die Leitung 37 ist zur Steuerkammer 44?i hin geöffnet, um das Kugelventil

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53 mit dem Druck in der Steuerkammer zu beaufschlagen. Wann der Druck innerhalb der Steuerkammer 44a ein vorbestimmtes, durch die Druckfeder 55 festgelegtes Niveau übersteigt, so hebt das Kugelventil 5> von seinem Ventilsitz 56 ab, d.h., es bewegt sich gegen die Kraft der Druckfeder 55 nach oben. Auf diese Weise kann Druckfluidum aus der Steuerkammer 44a'durch die Leitung 57 und einer öffnung 58 in die Bypass-Leitung 52 gelangen. Die öffnung 58 verbindet die Bypass-Leitung 52 mit dem Entlastungssteuerventil. Wnn Druckfluidum aus der Sfeeuerkammer 44a in die Bypass-Leitung 52 abgeblasen wird, so bewegt sich das Spulenventil 44 nach rechts und läßt den Durchfluß durch dii Bypass-Leitung ansteigen. Der Druck in der Steuerkammer 44a wird aufgrund der Drosselwirkung der öffnung 48 und der Leitung 49 nicht ausgeglichen, während das, Kugelventil 52 von seinem Ventilsitz 56 abgehoben ist. Dementsprechend übersteigt der maximale Druck der abgegebenen Flüssigkeit nicht den vorbestimmten Wert.

Eine hydraulische Schaltung mit einer Kreiselpumpe nach der Erfindung geht schematisch aus Fig. 7 hervor.

Die Figuren 4 und 5 zeigen eine zweite AusfUhrungsform nach der Erfindung. Die zweite Ausführungsform sieht insbesondere ein abgewandeltes Venturirohr l47a vor, das außerhalb eines Spulenventils 144 angeordnet ist. Die

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folgende Beschreibung betrifft lediglich Teile, die von der ersten Ausführungsform abweichen. Parallel zu einer Bohrung I4o ist im Gehäuse Io eine Abgabeleitung 60 vorgesehen. Die Abgabeleitung 60 und' die Bohrung l4o sind über eine Leitung 61 an die vertiefte Leitung J57 angeschlossen. Ein Spulenventil 144 gleitet in der Bohrung l4o und steuert den Pluidumdurchfluß "durch die an das Reservoir angeschlossene Bypass-Öffnung 5I. In einer links angeordneten Steuerkammer 144a liegt eine Druckfeder 5o, die das Spulenventil in der Richtung belastet, in der die Verbindung zwischen der Leitung 6l und der Bypass-Öffnung 51 geschlossen wird*. Die Abgabeleitung 60 ist an eine Abgabeöffnung l4l angeschlossen. Außerdem ist ein Venturirohr l47a mit einem engsten Querschnitt 147 in der Mitte der Abgabeleitung Ιβο vorgesehen. Eine radiale Drosselöffnung 62 im engsten Querschnitt 147 führt durch das Venturirohr I47a über eine Leitung 63 in die Steuerkammer 144a. D^r Druck Im engsten Querschnitt 147 wird also über die radiale Drosselöffnung 62 und die Leitung auf die Steuerkammer übertragen. Andererseits wird der Druck stromabwärts des engsten Querschnitts 147 in eine andere Kammer am rechten Ende des Spulenventils- 144 durch eine Leitung 64 eingelassen. Nimmt die Strömungsgeschwindigkeit des Druckfluidums im engsten Querschnitt 147 zu, d.h., steigt die Durchflußmenge an, so wird der Druckabfall im engsten Querschnitt 147 größer. Damit erhöht sich auch die Differenz derjenigen Kräfte, die an

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gegenüberliegenden Enden des-SpulenvenMls angreifen* Das Spulenvenfcll Yersöhiebi; sioft also näöti links lana eriiöht "den I)uröiifriaß 3uröh die Bypass-Öffnung §1* Nimmt dagegen die Strömungsgeschwindigkeit des iJruekf luidütfis durofc ^den engsten Querschnitt 14? aB> So wii*d atieii der

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pumpe zur Verfugung stehende Raum stellt nKralich manolH mal ein recht akutes Problem dar« nämlich bei Mittelklassewagen oder Kombifahrzeugen (medium or compact car), deren Motorraum sehr zusaaaengedrängt 1st. Das Gehäuse ist in zwei Abschnitte unterteilt, und zwar in ein vorderes Gehäuse 21oa und ein hinteres Gehäuse 21ob mit einer Steuervorrichtung jj8.

Eine zylindrische Hülse 212 liegt eingeklemmt zwischen dem vorderen Gehäuse 21oa und dem hinteren Gehäuse 21o-b. Die beiden Gehäuse tragen an gegenüberliegenden Seiten jeweils eine Zentrierausnehmung 21oc bzw. 21od, um die Hülse 212 genau auszurichten. Die beiden Gehäuse und die Sfülse sind über elfte Kehrzähl von Bolzen Soh äiotit miteinander verbunden. Die Bolzen gehen durch ä&s Oehäase 21 oa sowie durch die fittl*e 212 hinäureh und sind in aas hintere Gehäuse 21ob elng-eftelftfe&bt·. Eine Antriebswelle 218 läuft in Lagern 219a utod 21&, äie jeweils Von ien Gehäusen 21 oa und 21 ob getragen werden. Me Antriebswelle ist ebenso ausgebildet, wie bei der ersten Aus flSirungs form, abgesehen davon, daß die Saugleitung 27 weiter nach links verlängert und zum Außenumfang der Antriebswelle geöffnet ist, um die durch das Lager 219a hindurchtretende Leckflüssigkeif in die Saugleitung 27 einzuführen. In der Mitte auf der Antriebswelle 218 sitzt ein Nockenring 2o, der die gleiche Form wie bei der ersten Ausführungsform hat und einen Rotor 1;5 darstellt. Ir^ugehörlgen radialen

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Nuten 22 am Innenumfang der Hülse 2,12 ist eine Mehrzahl von Anlagestücken 23 angeordnet. Die AnlagestUcke werden über zugehörige Druckfedern 24 an den Außenumfang des Rotors 13 gedrückt. Zwischen dem vorderen Gehäuse 21Oa und der Hülse 212 sowie zwischen der Hülse 212 und dem hinteren Gehäuse 21ob sitzen Scheiben 214 und 215. Diese Scheiben sind flüssigkeitsdicht und greifen an gegenüberliegenden Enden*des Nockenrings 2o und der Anlagestücke 2} , an* " ' - . . ■ ..'.■'■

Eine Sammelleitung 57* der Druökfluidum aus einer Druckleitung 29 im Außenumfang·der Antriebswelle 218 zugeführt wird, liegt an einem Ende des hinteren Gehäuses 2lob tind steht mit der Steuervorrichtung 38 Über eine Abgabeleitung 39 in Verbindung, die in eine Bohrung 24o im hinteren Gehäuse 21oh£ührt. Die Bohrung 24o läuft quer -zur Achse der Antriebswelle 218. Ihr Durohmesser ist im mittleren Bereich erweitert, und sie steht von diesem Bereich aus über eine Einlaßöffnung 2o5 mit dem Reservoir 234 sowie Über eine Bypass-Leitung 52 mit einer Einläßkammer 2o6 in Verbindung. Die Einlaßkammer umgibt die - Ansaugöffnung 36· In der Bohrung 24o gleitet ein Spulenventil 244, das den Zufluß zur Einlaßkammer 2o6 über die Bypassleitung 52 in der Weise steuert, daß der Durchfluß durch einen engsten Querschnitt 247 eines Venturirohrs konstant gehalten wird. Das Spulenventil 244 trägt eine radiale öffnung 245, sowie ein Venturirohr 247a mit einem

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engsten Querschnitt 247» durch das das Druckfluidum aus der Abgabeleitung 39 einer Abgabeöffnung 41 zugeführt wird. Die Abgabeleitung 39* die radiale öffnung 245 sowie der engste Querschnitt 247 stellen eine Auslaßleitung dar. Am engsten Querschnitt 247 sind eine kleine öffnung 48 sowie eine Leitung 49 vorgesehen, um Druckflüssigkeit aus dem engsten Querschnitt 247 in eine Steuerkammer 244a einzuleiten. Die Steuerkammer liegt zwischen dem Spulenventil 244 und einem Stopfen 2o7, der in das Gehäuse 21ob eingeschraubt ist. In der Steuerkammer sitzt eine Druck-

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feder , die das Spulenventil 244 nach rechts bzw. in

die Richtung drückt, in der die Ver-bindung zwischen der

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Bypass-öffnung V^ und der Abgabeleitung 39 entsprechend Piß· 9 geschlossen ist. An die Steuerkammer ist ein Entlastungssteuerventil entsprechend Fig. 3 sowie entsprechend der obigen Beschreibung angeschlossen, um den Druck in der Steuerkaruner unter einem vorbestimmten Niveau zu halten. Das Spulenventil 244 bei der dritten Ausführungsform steuert den Durchfluß durch die Bypass-öffnung 52 zur Einlaßkammer 2o6 in der gleichen Weise, wie es im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschrieben wurde. Dabei.kann die

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regulierte Durchflußmenge durch de.i engsten Cuerschnitt 247 des Venturirohrs im wesentlichen konstant gehalten und bei einer vorbestimmten Drehzahl de.«: Rotors /er.nindert werfen.

Entsprechend den einzelnen Ausfuhr uniformen nach der¹

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Erfiridung Wird die Durchflußmenge des aus der. Abgabeöffnung· strömenden Flüidums konstant gehalten, und zwar auch dann, wenri sieh· die ViskosI-tat aufgrund von Temperaturschwankungen ändert,- Derartige Temperäturschwankungen können ziemlich groß sein", wenn die Pumpe' .für eine Servolenkung verwendet wird. Das Spulenventil, das den Durchfluß durch die Bypas'söffnüng.steuert, wird verschoben in Abhängigkeit von dem Druckunterschied zwischen den an gegenüber!legenden Enden des Spuieflventils- aufgebi'äeihten' Drücken. Der Druckunterschied hängt von der' Strömungsgeschwindigkeit im' .engsten ™ Querschnitt bzw* vom Druckabfall Im engsten Querschnitt ab* Dartfber hinaus' wird die Antriebs energie für die lumpe erh'ebiiöß akgeseriMti· so daß" der Energieverlust im engsten i^üef^chnitt des Ifenturirohrs geringer ist als der bei gebräuchlichen VOrrlchtutogen/ die mit DfosseIb!enden äreeifen. BoI <ä§r Vorrichtung" nach der Erfindung Ist es Mean; wesentilöhes EriördörnlSi däid ein Druökunfcerschled s §p§maufwart-s uiid stromäbWär't'S des eng-sfeen ^uer;s:chniijts herfsohti Qäli&t· ilef&ffe die Ptimpe" däis Druekfluidum fast ' M liilt der.l· gleichen· DrucKy der¹ von der Servolenkung he^:r

ist* D^;:f Drück des äius der Pumpe austretenden , dvh. i der DruöM stromaufwärts des engsten Q,uer- ltts, 1st wes'enfrlieh· geringer als der bei gebräuchlichen Vorriohtungeh·* Daftiber hinaus wird der Druck in der Abgäbeö.ff-iung tatsächlich unterhalb elnos yorbes'timmten Niveaus ton, und >;wai· aufgrund des Batlastang

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das auf den Druck in der Steuerkammer anspricht.

Insbesondere wird nach· der dritten Ausführungsform der für die Kreiselpumpe erforderliche Platz vermindert. Dies stellt ein recht akutes Problem bei Mittelklassewagen oder Kombifahrzeusen dar, deren Motorraum sehr begrenzt ist. Eine weitere Verminderung des Platzbedarfs ist Insbesondere dann gegeben, wenn das Reservoir 2^4 getrennt von der Kreiselpumpe angeordnet wird.

Die obige Beschreibung betrifft bevorzugte Ausführungsformen nach der Erfindung. Eg sei jedoch darauf hingewiesen, daß dem Fachmann eine Vielzahl von Abänderungen und Modifikationen im Rahmen der Erfindung möglich sind.

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Claims

Patentansprüche

Γΐ.J Mit einer Steuervorrichtung versehene Pumpe, die ein Gehäuse, eine Saugzone, eine Druckzone, eine die Druckzone mit der Saugzone verbindende Bypassleitung, eine Abgabeleitung und eine Abgabeöffnung aufweist, gekennzeichnet durch ein Venturirohr mit engstem Ouerschnitt (47, X¹Vf,' 247) in der die Druckzone mit der Abgabeöffnung verbindenden' Abgabeleitung zur Erzeugung eines Druckabfalls im durchströmenden Fluidum, durch eine Bohrung (4o, I4o, 24o) im Gehäuse (lo, 21-ob), die an die Bypass-Leitung (52) und an die Druckzone angeschlossen ict, und durch ein Ventil"(44, 144, 244), das in der Bohrung (4o, l4o, 24o) gleitet, federnd in eine Richtung gepreßt wird, in der es eine Veruindung zwischen der Druokzone und der Bypass-L itung (52) unterbricht, und an einem Ende der Bohrung (4o, l4o, 24o) eine an den engsten Querschnitt (47, 147, 247) des Venturirohrs angeschlossene Steuerkammer (44a, 144a, 244a) sowie am anderen Ende der Bohrung eine strom abwärts des errgsten Querschnitts angeschlossene Druckkammer (44b) bildet.

?.. Pumpe nach Anspruch 1, g e k e. η η ζ e i c h ne t durch ein Err„ 1 as tungs steuerventil (5.)), das auf den Druck, in der Steuc:vca::mer (44a,-l44a, 244r;) rnüpricht und die Steuer-ί aura er bei Erreichen eines vorbestimm^cr.i Druckni/eaur, gegen

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das Reservoir (34, 234) lüftet, um den Druck des durch den engsten Querschnitt (47, 147, 247) des Venturirohres strömenden Pluidums unter dem vorbestimmten Wert zu halten.

3·. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeich net durch eine Ansaugöffnung (36), die mit der Bypassleitung (52) zur Aufnahme überschüssigen Fluidums in Verbindung steht, durch eine zylindrische Hülse (12, 212), innerhalb des Gehäuses, durch eine Antriebswelle (18, 218), die drehbar in der zylindrischen Hülse angeordnet 1st und eine Druckleitung (29) sowie eine zur Ansaugöffnung geöffnete Saugleitung (27) aufweist, durch einen innerhalb der Hülse auf der Antriebswelle befestigten Rotor, durch eine Mehrzahl von Anlagestücken (23)* die in radialen Nuten (22) am Innenumfang der Hülse sitzen und federnd gegen die äußere Umfangsfläche des Rotors gepreßt werden, und durch das Merkmal, daß das Ventil (44, 244), das in der an die Druckleitung (29) angeschlossenen Bohrung (4o, 24o) sitzt, das Venturirohr mit dem engsten Querschnitt (47, 247) aufweist.

4. Pumpe neon eine:n der Ansprache 1 bis 3* dadurch r e k e η .* zeichnet, daß das auf den Druck in der Ste-jerksnnier r-m-prechende Entlastungssteuerventil (53) (Ue öto"c-iⁱj:.'-.....ier gegen die Bypass-Leitung (52) lüftet und äse Yen·.:; 3 (·-■··, 144, 244) in eine stellung gleiten läßt, ':i .?<■:· ;;i Β;^Γηε::--öffnung (5I ) weiter r<^:.-",ffnet ist.

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5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e η η ζ ei ahne t, daß das Venturirohr mit dem engsten Querschnitt (147) in einer Abgabeleitung (6o) außerhalb des Ventils (l44) angeordnet ist.

6. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch g e k e η η ζ e i c h net, daß das Gehäuse aus einem vorderen Gehäuse (21oa) und einem hinteren Gehäuse (21ob) besteht, von denen eines die Bohrung (24o) aufnimmt, und daß die Hülse (212) zwischen dem vordem und dem hinteren Gehäuse eingeklemmt ist.

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