DE4112868C2 - Verdrängerpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Verdrängerpumpe, in deren Gehäuse ein Stromregelventil angeordnet ist, welches den Förderstrom in einen geregelten Nutzstrom und einen Abregelstrom aufteilt. Das Stromregelventil hat einen verschiebbaren Kolben mit einem in den Kolben eingebauten Druckbegrenzungsventil (DBV). Das DBV besteht aus einem federbelasteten in einer Bohrung des Kolbens untergebrachten Ventilkegel, der gegen einen Sitz abdichtet.

Eine in der Flügelzellenbauart ausgeführte Pumpe mit einem in den Stromregelkolben eingesetzten Sitzventil ist bereits aus der EP 01 69 916 A1 bekannt. Der Stromregelkolben hat die Aufgabe, einem Verbraucher einen Förderstrom zuzuleiten, der ab einer vorgegebenen Drehzahl entweder nicht mehr weiter ansteigt oder über der Drehzahl abfällt. Man regelt also einen Teilstrom zur Einlaßseite der Pumpe ab. Das DBV hat die Aufgabe, bei Überschreiten des zulässigen Höchstdruckes eine Verbindung von einem Druckraum zur Einlaßseite herzustellen, wobei sich der Stromregelkolben in eine Abregelstellung bewegt. Das DBV hat daher die Wirkung eines Vorsteuerventils. Verwendet man eine derartige Pumpe zur Ölversorgung, beispielsweise einer Hilfskraftlenkung, so kann unter erschwerten Betriebsbedingungen der Förderdruck stark ansteigen, so daß das DBV anspricht. Erschwerte Betriebsbedingungen liegen z. B. dann vor, wenn man die Räder nach einem Kaltstart bei noch zähflüssigem Öl in eine Endstellung des Lenkausschlages bewegt, wobei das Lenkventil den Förderstrom nahezu absperrt. Dabei wird im Bereich des Sitzventils die hohe Druckenergie in Wärme umgesetzt, was zur Überhitzung des Stromregelkolbens und zum Ausfall des Stromregelventils führen kann. In der eingangs genannten EP 01 69 916 A1 wird deshalb vorgeschlagen, parallel zum DBV einen Umgehungsweg in Form einer Laminardrossel vorzusehen. Diese Laminardrossel soll bei normaler Öltemperatur einen großen und bei hoher Öltemperatur einen geringen Durchflußwiderstand haben. Auf diese Weise will man bei überhitztem Öl einen zusätzlichen Leckölstrom zum Pumpeneinlaß schaffen. Damit man mit einer derartigen Maßnahme im Überhitzungsfall einen ausreichend großen Leckölstrom erhält, muß die Laminardrossel einen großen Durchflußquerschnitt aufweisen. Dies bedeutet aber, daß bereits bei Normalbetrieb eine mehr oder weniger große Leckölströmung vorhanden ist. Die Anwendung einer Laminardrossel in der angedeuteten Form erfordert außerdem einen verhältnismäßig hohen Fertigungsaufwand.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das DBV mit geringstem Bauaufwand so umzugestalten, daß sich der Stromregelkolben bei Ansprechen des DBV nicht mehr so stark erhitzt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 bis 4 gelöst. Nach der Erfindung schließt an den Ventilkegel des Sitzventils ein Bund an, der so bemessen ist, daß mit der zugehörigen Bohrung eine Drossel entsteht und eine dem Ventilkegel zugewandte Stirnseite des Bundes als Staufläche dient. Nach Anspruch 2 sieht man vorzugsweise eine schmale ringförmige Drossel vor. Man erreicht dadurch, daß sich nach Öffnen des Ventilkegels an der Staufläche ein Staudruck aufbaut und der Ventilkegel bei einem niedrigeren Druck als dem Ansprechdruck (Öffnungsdruck) schließt. Dieses verzögerte Schließverhalten hat den Vorteil einer geringeren Leistungsaufnahme in der Offenstellung des DBV, woraus sich eine geringere thermische Belastung ergibt. Die Ringblende kann mit oder ohne Viskositätsabhängigkeit ausgeführt sein.

In viskositätsabhängiger Ausführung läßt sich bei noch kaltem Öl die beste Wirkung erzielen.

Nach einer Ausführung gemäß Anspruch 3 kam der Bund des Ventilkegels auch dichtend in der Bohrung geführt sein und mindestens eine als Drossel wirkende Axialnut aufweisen.

Schließlich kann man auch zwischen die auf das Ventilglied drückende Feder und den Bund eine Scheibe einspannen, die mit der Bohrung eine ringförmige Drossel bildet. Alle Ausführungen lassen sich mit geringstem Aufwand anwenden oder auch noch nachträglich vorsehen.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Flügelzellenpumpe mit einem Stromregelventil in Ansicht,

Fig. 2 eine Vergrößerung des Stromregelventils nach Fig. 1 im Schnitt und

Fig. 3 und 4 weitere Ausführungsformen im Teilschnitt.

Die Flügelzellenpumpe nach Fig. 1 entspricht in ihrem grundsätzlichen Aufbau einer bekannten doppelhubigen Bauart, so daß sich die Beschreibung auf die wesentlichen Teile beschränkt. Die Pumpe trägt auf einer Antriebswelle 1 einen Rotor 2, in welchem radial gleitende Flügel 3 geführt sind. Die Flügel 3 liegen mit ihrer schmalen Außenfläche in einem Kurvenring 4 dichtend an. Der Rotor 2 liegt zwischen einer vorderen Stirnplatte 5 und einer hinteren Druckplatte 6. Hinter der Druckplatte 6 befindet sich ein Druckraum 7, der über Drucköffnungen 8 und 10 mit den zwischen dem Rotor 2, dem Kurvenring 4 und den Flügeln 3 gebildeten druckführenden Förderräumen in Verbindung steht. Das Drucköl fließt den saugseitigen Förderräumen von einem nicht gezeichneten Tank über eine Zulaufbohrung 12, einen Überströmkanal 13 und zwei Ringkammern 11 zu. In der Druckplatte 6 befinden sich teilringförmige Kanäle 14, die in bekannter Weise mit unter Flügelräumen 15 verbunden sind und zum Andrücken der Flügel 3 dienen.

In einer an den Druckraum 7 anschließenden Gehäusebohrung 16 befindet sich ein durch eine Feder 17 belasteter Stromregelkolben 18. Dieser weist einen vorderen Steuerbund 20 auf, hinter welchem sich der Überströmkanal 13 befindet. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, enthält der Stromregelkolben 20 ein Druckbegrenzungsventil (DBV) 21, das aus einem durch eine Feder 22 belasteten Ventilkegel 23 und einem Sitz 24 besteht. Eine Staufläche A1 des Ventilkegels 23 unterliegt dem Druck in einer Kammer 25. Diese Kammer 25 steht über eine Drossel 26 mit einem, z. B. an eine Hilfskraftlenkung angeschlossenen Auslaß 27 in Verbindung. Der Auslaß 27 hat außerdem noch über eine Drossel 28 und eine Bohrung 30 mit dem Druckraum 7 für den Nutzstrom Verbindung. Die beiden Drosseln 26 und 28 dienen zum Erzeugen einer Druckdifferenz, die die Stellung des Stromregelkolbens 18 in bezug auf seinen Steuerbund 20 beeinflußt.

Lenkt man nach einem Kaltstart des Motors gleichzeitig in eine der beiden Endlagen, so steigt der Druck in der Pumpe steil auf seinen Höchstwert an. Dieser hohe Druck wirkt vom Druckraum 7 über die Bohrung 30, den Auslaß 27 und die Drossel 26 in der Kammer 25, so daß das DBV 21 anspricht, d. h., der Ventilkegel 23 wird von seinem Sitz 24 abgehoben. Eine verhältnismäßig kleine Ölmenge kann über eine Bohrung 31 im Stromregelkolben 18 zum Einlaßkanal 13 abströmen. Die sich daraus ergebende Druckentlastung in der Kammer 25 bewirkt ein Verschieben des Stromregelkolbens 18 gegen die Kraft der Feder 17 nach rechts. Der Steuerbund 20 gibt den Überströmkanal 13 frei, so daß die Hauptmenge des umgewälzten Drucköls in die Ringkammern 11 abströmen kann. Aus den Ringkammern 11 wird das Drucköl erneut angesaugt, d. h., das Drucköl wird innerhalb der Pumpe umgewälzt.

Um eine zu hohe Temperaturbelastung im Bereich des DBV 21 nach dessen Öffnen zu vermeiden, sieht man folgende Einrichtung vor:

Neben der verhältnismäßig kleinen Staufläche A1 unmittelbar am Ventilkegel 23, die zusammen mit der Kraft der Feder 22 für das Ansprechen des DBV 21 bei Erreichen des Höchstdruckes (Öffnungsdruck) maßgebend ist, sieht man nach der Erfindung an einem Bund 32 eine weitere größere Staufläche A2 vor. Der Bund 32 bildet mit einer Bohrung 33 des Stromregelkolbens 18 eine Drossel 34. Durch die Staufläche A2 erreicht man, daß der Ventilkegel 23 erst bei einem niedrigeren Druck als dem Öffnungsdruck schließt. Der Ventilkegel 23 läßt sich daher mit einem niedrigeren Druck so lange offen halten, bis die Kraft der Feder 22 die Kraft des Druckes auf die Fläche A2 übersteigt. Die Leistungsaufnahme der Pumpe läßt sich daher beim Ansprechen des DBV 21 absenken, womit sich auch die thermische Belastung des Stromregelkolbens 18 verringert. Auf diese Weise läßt sich ein Klemmen des Stromregelkolbens 18 infolge von Überhitzung vermeiden.

Die Ausführung nach Fig. 3 hat einen in der Bohrung 33 dichtend geführten Bund 32, in den mindestens eine Axialnut 35 eingearbeitet ist, die als Drossel wirkt.

In Fig. 4 ist zwischen die Feder 22 und den Bund 32 eine Scheibe 36 eingespannt, die mit der Bohrung 33 eine ringförmige Drossel 37 bildet.

Bezugszeichenliste

1

Antriebswelle

2

Rotor

3

Flügel

4

Kurvenring

5

Stirnplatte

6

Druckplatte

7

Druckraum

8

Drucköffnung

9

-

10

Drucköffnung

11

Ringkammern

12

Zulaufbohrung

13

Einlaßkanal

14

teilringförmige Kanäle

15

Unterflügelräume

16

Gehäusebohrung

17

Feder

18

Stromregelkolben

19

-

20

Steuerbund

21

Druckbegrenzungsventil (DBV)

22

Feder

23

Ventilkegel

24

Sitz

25

Kammer

26

Drossel

27

Auslaß

28

Drossel

29

-

30

Bohrung

31

kl. Bohrung in

18

32

Bund

33

Bohrung

34

Ringdrossel

35

Axialnut

36

Scheibe

37

Drossel
A1kleine Staufläche
A2große Staufläche

Claims (4)

1. Verdrängerpumpe mit folgenden Merkmalen:

• 1. In einem Gehäuse ist ein Stromregelventil (16, 18) angeordnet, welches den Förderstrom in einen geregelten Nutzstrom und einen Abregelstrom aufteilt;
• 2. in einem Kolben (16) des Stromregelventils sitzt ein Druckbegrenzungsventil (21);
• 3. das Druckbegrenzungsventil (21) besteht aus einem durch eine Feder (22) belasteten und in einer Bohrung (33) untergebrachten Ventilkegel (23), der gegen einen Sitz (24) abdichtet,

dadurch gekennzeichnet, daß an den Ventilkegel (23) ein Bund (32) anschließt, der so bemessen ist, daß mit der Bohrung (33) eine Drossel (34) entsteht und eine dem Ventilkegel (23) zugewandte Stirnseite des Bundes (32) als Staufläche (A2) dient.

2. Verdrängerpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (34) ringförmig ist.

3. Verdrängerpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bund (32) des Ventilkegels (23) in der Bohrung (33) dichtend geführt ist und mindestens eine Axialnut (35) aufweist, die als Drossel wirkt.

4. Verdrängerpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Feder (22) und dem Bund (32) eine Scheibe (36) eingespannt ist, die mit der Bohrung (33) eine ringförmige Drossel (37) bildet.