DE4107704C2 - Hydraulikpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Hydraulikpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruch 1.

Derartige Hydraulikpumpen sind z. B. durch die DE-OS 34 44 859 (BAG-1372) bekannt.

Die bekannte Pumpe ist eine Innenzahnradpumpe, deren Verzahnung so ausgebildet ist, daß sich auf der Auslaßseite mehrere Zellen bilden, die untereinander nicht in hydraulischer Verbindung stehen. Die Auslaßöffnungen dieser Zellen sind jeweils durch an einer Seite an einem Ring als Blattfeder angesetztes Rückschlagventil verschlossen, wobei sämtliche Auslaßöffnungen in ein und dieselbe Auslaßkammer münden. Zellenpumpen nach dem Oberbegriff können auch als Radialkolbenpumpen ausgebildet sein, wobei die Auslaßöffnung jedes Zylinders in eine gemeinsame Auslaßkammer mündet und durch eine Blattfeder verschlossen ist (DE 19 03 256 C3).

Derartige Blattfederventile haben den Vorteil, daß sie preiswert herstellbar, gut montierbar sind und überdies massearm und daher mit hoher Frequenz beweglich sind. Bei diesen Hydraulikpumpen treten jedoch hohe Strömungswiderstände an den Blattfedern auf, da die Bewegungen der Blattfedern auch zu einem Abheben des Ringes führen, so daß der freie Hub der Blattfedern behindert ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Blattfedern an dem Ring so auszubilden, daß der Hub der Blattfedern ohne Einfluß auf den Ring ist.

Die Lösung ergibt sich aus dem Kennzeichen von Anspruch 1. Die angestrebte Vergrößerung der Verschlußfläche nach Anspruch 3 läßt sich durch entsprechende Vergrößerung des Radius der im allgemeinen kreisförmigen Verschlußfläche erzielen, wobei der Sitz ebenfalls im entsprechenden Umfang zu vergrößern ist.

Es ist das weitere Ziel der Erfindung, die Erhöhung des Auslaßwiderstandes des Auslaßventiles zu vermeiden, welche mit der Vergrößerung der Verschlußfläche und des Verschlußsitzes verbunden ist. Die Lösung hierfür ergibt sich aus Anspruch 4.

Um eine symmetrische Bewegung der Blattfeder zu gewährleisten, können zwei Ansätze vorgesehen sein, die beidseits der Verschlußfläche symmetrisch zur Blattfeder-Achse abstehen. Vorzugsweise wird jedoch - Anspruch 5 - ein Ansatz vorgesehen, der sich in länglicher Richtung auf der Blattfeder-Achse erstreckt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungs­ beispielen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1, 2 eine Innenzahnradpumpe mit Blattfederventil;

Fig. 3 die Ausführung des Blattfederventils im Detail;

Fig. 4, 4A eine Radialkolbenpumpe;

Fig. 5, 6 Blattfederventile im einzelnen.

In dem Gehäuse 31 ist das Außenrad 1 frei drehbar gelagert. Das Außenrad 1 besitzt eine Innenverzahnung 2. Das zylindrische Gehäuse 31 wird beidseitig durch die Deckel 32 und 33 abgeschlossen. In dem Deckel 32 ist die Welle 34 drehbar gelagert und durch den nicht dargestellten Kraftfahrzeugmotor angetrieben. Auf der Welle 34 ist das Innenrad 3 drehfest gelagert. Die Welle 34 wird durch einen nicht dargestellten Motor, z.B. den Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs, angetrieben. Das Innenrad 3 besitzt eine Außenverzahnung 4, die mit der Innenverzahnung 2 des Außenrades 1 in Eingriff ist. Der Innenraum der Pumpe, der außerhalb des Zahneingriffs liegt, kann durch eine Sichel ausgefüllt sein, die sich den Kopfkrei­ sen der Zahnräder weitgehend anschmiegt. In dem Deckel 33 befindet sich der Einlaßkanal 35 (siehe auch Fig. 2).

Der Einlaßkanal 35 steht mit dem Sumpf 36 über eine Drossel 37 in Verbindung. Es kann Schmieröl aus dem Sumpf 36 über die Drossel 37 zur Pumpe fließen.

Zur Auslaßseite der Pumpe: Die Pumpe bildet - wie Fig. 1 zeigt - auf der Auslaßseite zwischen den miteinander kämmenden Zähnen des Außenrades 1 und Innenrades 3 drei in Umfangsrichtung und Axialrichtung abgeschlossene Zellen, die über Einlaßkanal 35 mit Öl ganz oder teilweise gefüllt worden sind. In den Deckel 33 sind drei Auslaßöffnungen 48.1, 48.3, 48.5 eingebracht. In den Deckel 32 sind zwei Auslaßöffnungen 48.2, 48.4 eingebracht. Die Aus­ laßöffnungen des Deckels 33 sind gegenüber den Auslaßöffnungen des Deckels 32 versetzt angeordnet. In der Projektion auf eine Normalebene überdecken sich die Auslaßöffnungen im Deckel 33 bzw. 32 nicht, wie Fig. 1 zeigt. Jede der Auslaßöffnungen ist durch jeweils einen Kanal 49 mit einer der Zahnzellen verbun­ den. Jede Auslaßkammer 51 hat einen Auslaß, der in den gemeinsamen Druckölkanal 56 führt.

Zur Ausgestaltung der Verzahnung und der Zahnlücken im Hohlrad 1 wird auf EP-A 315 878 A2 und EP 254 077 A2 verwiesen.

Im Schnitt nach Fig. 2 ist in jedem Deckel 32, 33 nur eine dieser Auslaßöffnungen zu sehen. Diese Auslaßöffnungen sind dort mit 48 bezeichnet. Jede der Auslaßöffnungen steht mit einem in den Deckel 32, 33 gebohrten Auslaßkanal 49 in Verbindung. Der Auslaßkanal ist jeweils auch radial nach außen gerichtet, wie Fig. 2 zeigt. Daher mündet jeder Auslaßkanal 49 auf der Außenseite des Deckels 32 bzw. 33 möglichst nahe am Gehäuse 31. Auf jeden Deckel 32, 33 ist je ein Auslaßgehäuse 50 druckdicht aufgesetzt. Jedes Auslaßgehäuse 50 bildet eine Auslaßkammer 51, die auf einer Seite mit den Auslaßöffnungen 48.1, 48.3, 48.5 und auf der anderen Seite mit den Auslaßöff­ nungen 48.2, 48.4 jeweils über den Druckkanal 49 und eine Bohrung 52 in Verbindung steht. Die Bohrungen 52 (vgl. Fig. 2) sind jeweils durch ein Rückschlagventil 54 verschlossen, mit Ausnahme derjenigen Bohrung, die mit der Auslaßöffnung 48.5 in Verbindung steht. Die Auslaßöffnung 48.5 liegt am Ende der Druckzone unmittelbar vor dem Wälzpunkt. Beide Auslaßkammern sind mit dem gemeinsamen Druckkanal 56 verbunden.

Die Rückschlagventile 54 auf beiden Seiten werden gebildet durch je ein n-förmiges Blech, das gegen die Wand 53 des Auslaßgehäuses 50 geschraubt ist. Die von dem gemeinsamen Querbalken 55 des Rückschlagventils 54 abstehenden Zungen verdecken die Bohrungen 52. Daher wirken diese Zungen als Rückschlagventile. Jedes Rückschlagventil gibt die Verbindung von der jeweiligen, zwischen den Zähnen gebildeten Druckzelle über eine der Auslaßöffnungen 48, Druckkanäle 49 und Bohrungen 52 nur frei, wenn der Druck der Auslaßzelle dem Auslaßdruck in der Auslaßkammer 51 zumindest gleich ist. Die letzte und kleinste Druckzelle steht über Öffnung 48.5 und entsprechende Kanäle 49, 52 direkt mit der Auslaßkammer in Verbindung.

Ein solches Rückschlagventil ist in Fig. 3 dargestellt. Es handelt sich um ein dünnes federelastisches Blech, vorzugsweise aus Stahl. Das Blech ist N- oder U-förmig ausgestanzt. Es besitzt daher einen Querbalken 55 und Zungen 38, die von den Enden des Querbalkens 55 in einer Richtung abstehen. Der Querbalken ist mit Schrauben 39 auf der Wand 53 des Auslaßge­ häuses 50 befestigt. Die freien Enden der Zungen 38 sind tellerförmig erweitert. Diese Ventilteller liegen auf den Ventilsitzen 41 auf, welche die Auslaßöffnungen 52 umgeben. Dabei ist der Ventilteller 40 mindestens doppelt so groß wie der Querschnitt der Auslaßbohrung 52.

Die Ventilteller besitzen ferner Ansätze 42 in Form von angeformten Zungen. Diese Ansätze haben etwa längliche Gestalt und liegen auf der Längsachse 43 der Zungen 38. Es sei bemerkt, daß solche Ansätze auch seitlich an die Ventilteller angeformt sein können, wobei dann jedoch auf Symmetrie zu der Längsachse zu achten ist. Die Fläche dieser Ansätze ist mindestens gleich dem Querschnitt der Auslaßbohrung 52. Im übrigen erstreckt sich der Sitz 41, d. h. die bearbeitete Fläche der Wand 53 so weit, daß auch der Ansatz 52 auf dieser Sitzfläche 41 aufliegt.

Es wurden bisher für diesen Einsatzzweck Ventile verwandt, wie sie z. B. in der EP 315 878 A2 dargestellt sind. Dabei traten bei hohen Drücken und hoher Drehzahl sehr bald Risse auf, die sich durch den Ventilteller 40 im wesentlichen quer zur Blattfeder- Achse 43 erstrecken. Dieses Problem konnte mit den Ansätzen 42 behoben werden.

In den Fig. 4 und 4A ist in Radial- und Axialschnitt ein anderes Ausführungsbeispiel einer Innenzahnradpumpe mit einer nach dem Zellenprinzip ausgebildeten Verzahnung gezeigt. Das Innenrad 3 ist mit Drehrichtung 30 angetrieben und nimmt dabei das Außenrad 1 mit. Das Außenrad 1 ist auf der Sichel 23 geführt, welche zwischen den Stirnwänden des Gehäuses befestigt ist. Der Einlaßkanal 35 in der in Fig. 4 gezeigten Stelle - in Drehrichtung 30 - vor der Sichel enthält eine ausreichend starke Drossel, die den Saugstrom derart drosselt, daß nur eine Teilfüllung der durch die Zähne gebildeten Zahnzellen erreicht wird. Das Außenrad 1 ist von einem Ringraum 6 umgeben. Dieser Ringraum 6 wird nach außen durch den Gehäusemantel abgeschlos­ sen. Der Ringraum ist mit dem Auslaßkanal 49 verbunden. In diesen Ringraum münden die von den Zahnzellen ausgehenden Bohrungen A, B, C, D, E, F, G. Diese Bohrungen sind jedoch - in Achsrichtung gesehen - abwechselnd links und rechts angeordnet. Dadurch wird erreicht, daß Bohrungen, die in derselben Axialebene liegen, einen verhältnismäßig großen Abstand haben. Dies ist nach dieser Erfindung deshalb erstrebenswert, damit die verwendeten Blattfederventile möglichst lang sind. Ausführungsformen des Blattfederventiles ergeben sich aus Fig. 5 und Fig. 6.

Fig. 5: Ein Ring 5 umschließt den Grund des Ringraums 6. Seitlich an den Ring 5 sind Zungen 38 angeformt, die von dem Ring 5 zunächst senkrecht zur Seite abstehen und sodann in eine zum Ring parallele Richtung abgewinkelt sind. An den freien Enden dieser Zungen 38 sitzen Ventilteller 40, welche - wie zuvor beschrieben - auf Ventilsitzen, die hier nicht gezeigt sind, flächig aufliegen. Ferner besitzen die Ventilteller 40 Ansätze 42, die mit den Zungen 38 im wesentlichen fluchten. Die Fläche dieser Ansätze 42 ist mindestens so groß wie die Auslaßfläche der Bohrungen A bis G.

Die Zungen 38 der linken und der rechten Seite sind gegenein­ ander versetzt an dem Ring 5 angebracht. Der Ring mit den daran angesetzten Zungen wird z. B. durch Ausstanzen eines Ringes hergestellt. Durch eine Niet 26 wird der Ring festgehalten, so daß er sich nicht drehen kann.

Fig. 6: Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 entspricht sehr weitgehend demjenigen nach Fig. 5. Es wird ergänzend auf Fig. 5 Bezug genommen. Der Ring 5 ist mäanderförmig ausgebildet. Das bedeutet, daß der Ring wiederkehrende Umkehrstellen und Ausbuchtungen aufweist. Länge und Amplitude dieser Ausbuch­ tungen sind konstant. In jeder Umkehrstelle ist eine Zunge 38 angeformt. Jede Zunge erstreckt sich in Umfangsrichtung in eine Ausbuchtung. Am Ende einer jeden Zunge sitzt zunächst ein Ventilteller 40 und daran anschließend ein Ansatz 42. Der Ventilteller 40 verschließt jeweils eine Auslaßöffnung. Ventilteller und Ansatz 42 liegen flächig und dichtend auf einem entsprechenden Ventilsitz auf. Bei dieser Ausführung besteht der Vorteil darin, daß das die Ausbuchtung bildende Teilstück des Ringes 5 und die Blattfeder-Zunge 38 jeweils miteinander fluchten, und daß die Umkehrstelle im wesentlichen senkrecht zu dieser Fluchtrichtung liegen. Daher bewegt sich die Federzunge genau senkrecht zur Verschlußebene. Ein Kippen wird vermieden.

Bezugszeichenliste

 1 Außenrad, Hohlrad
 2 Innenverzahnung
 3 Innenrad, Ritzel
 4 Außenverzahnung
 5 Ring
 6 Ringraum
23 Sichel
24 Mantel
30 Drehrichtung
31 Gehäuse
32 Deckel
33 Deckel
34 Welle
35 Einlaß
36 Tank
37 Drossel
38 Zunge
39 Schraube
40 freies Ende, Ventilteller
41 Ventilsitz
42 Ansätze
43 Längsachse
48 Auslaßniere
49 Auslaßkanal
50 Auslaßgehäuse
52 Bohrung, Auslaßbohrung
53 Wand
54 Rückschlagventil
55 Querbalken
56 Druckkanal

Claims (5)

1. Hydraulikpumpe
mit mehreren Auslaßzellen, deren Auslaßöffnungen auf dem Umfang des Auslaßgehäuses verteilt und jeweils durch ein als Blattfeder ausgebildetes Auslaßventil verschlossen sind, wobei jede Blattfeder an der einen Seite an einem Ring angesetzt ist, welcher das Auslaßgehäuse der Pumpe umschließt, und an ihrer anderen Seite eine Verschlußfläche aufweist, welche auf einem Ventilsitz und der Auslaßöffnung flächig aufliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (38, 40, 42) sich jeweils über einen Teilumfang des Auslaßgehäuses parallel zu dem Ring (5) erstreckt.

2. Hydraulikpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (5) mäander- oder zickzackförmig ausgebildet ist und die Blattfedern (38, 40, 42) an den Umkehrstellen des Ringes (5) angesetzt sind und sich in Umfangsrichtung in jeweils eine der von dem Ring (5) gebildeten Ausbuchtung erstrecken.

3. Hydraulikpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußfläche (40) der Blattfeder (38, 40, 42) mehr als dreimal so groß ist wie der Querschnitt der Auslaßöffnungen (52).

4. Hydraulikpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußfläche (40) mindestens zweimal so groß wie die Auslaßöffnung (52) ist und einen Ansatz (42) aufweist, der etwa so groß ist wie oder größer ist als der Querschnitt der Auslaßöffnung (52) und der ebenfalls auf dem Ventilsitz (41) flächig aufliegt.

5. Hydraulikpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (42) länglich ausgebildet ist und symmetrisch in der Längsachse der Blattfeder (38, 40, 42) liegt.