Flügelzellenpumpe, insbesondere zur Lenkhilfe

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flügelzellenpumpe, insbesondere zur Lenkhilfe, mit einem Rotor und darin geführten Flügeln, mit einer Welle zum Antrieb des Rotors, mit einem Nockenring zum radialen Antrieb der Flügel sowie zur Bestimmung von zwei Arbeitsbereichen für die Hydraulikflüssigkeit, mit einer Druckplatte zur Abdichtung am Rotor und Nockenring sowie zur Bildung von Teilkanälen für einen Einlaß und Auslaß der Hydraulikflüssigkeit zu und von den Arbeitsbereichen sowie mit einem Gehäuse zur Aufnahme der Bauteile und Bildung von Kanälen.

Bei derartigen Lenkhilfpumpen erfolgt der Einlaß der Hydraulikflüssigkeit in die beiden Arbeitsbereiche gewöhnlich über Gehäusekanäle, die sich in Umfangsrichtung des Nocken-oder Konturrings erstrecken, sowie über kurze radiale Kanäle in der Druckplatte im Bereich zwischen Nockenring und Druckplatte. Der zurückgelegte Weg der Hydraulikflüssigkeit ist zu dem einen Arbeitsbereich kurz und zu dem anderen Arbeitsbereich lang, so daß unterschiedlich gute Füllungen zustandekommen können. Das Pumpengehäuse ist topfförmig ausgebildet und wird durch einen einfachen Deckel verschlossen, hinter dem sich der Druckraum der Pumpe befindet.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Flügelzellenpumpe, insbesondere zur Lenkhilfe, der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß eine Geräuschverminderung gegenüber bekannten Pumpen gleicher Leistung und eine gleichmäßigere Füllung beider Arbeitsbereiche erzielt wird.

Die gestellte Aufgabe wird aufgrund der Maßnahmen des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Eine gebaute Lenkhilfpumpe für Drücke im Bereich von 65 bis 82 bar hatte ein um 400 bis 450 g geringeres Gesamtgewicht gegenüber einer Lenkhilfe der gleichen Leistung. Infolge der gleichmäßigen Füllung der Arbeitsräume und der besseren Abschirmung der geräuscherzeugenden Teile konnte das abgegebene Geräusch deutlich vermindert und die maximale Drehzahl angehoben werden.

Ein Ausführungsbeispiel wird anhand der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:

• Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Lenkhilfpumpe,
• Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1;
• Fig. 3 eine vergrößerte Einzelheit aus Fig. 2,
• Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 1 und
• Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 4.

Die Flügelzellenpumpe weist ein Gehäusehauptteil 1 und einen Gehäusedeckel 2 auf, die einen Innenraum 1a druckmitteldicht einschließen. Im Innenraum 1a sitzen, gehäusefest angeordnet. eine Druckplatte 4 und ein Nockenring 5, die durch Stifte 6 drehgesichert sind. Innerhalb des Nockenrings 5 und zwischen dem Gehäusedeckel 2 und der Druckplatte 4 ist ein Rotor 7 angeordnet, der eine Reihe von radialen Führungsschlitzen besitzt. Innerhalb dieser Führungsschlitze sind Flügel 8 radial verschieblich gelagert. Der Rotor 7 ist über eine Welle 9 antreibbar, die in einer Lagerbohrung des Gehäusedekkels 2 gelagert ist. Der Rotor 7 ist zylindrisch geformt, während der Nockenring 5 einen angenähert ovalen Innenumriß aufweist, dessen kleine Achse etwa dem Durchmesser des Rotors 7 entspricht, während die große Achse die Auszugslänge der Flügel 8 bestimmt. Auf diese Weise liegen zwischen dem Nockenring 5 und dem Rotor 7 zwei sichelförmige Arbeitsbereiche 11 und 12, die von den Flügeln 8 in eine Anzahl von Arbeitsräumen unterteilt werden. Bei der Saugseite des Systems vergrößern sich die Arbeitsräume, und bei der Druckseite verkleinern sie sich.

Die Zufuhr von Hydiaulikflüssigkeit zur jeweiligen Saugseite ist wie folgt: Rückgeführte Hydraulikflüssigkeit wird unterhalb eines Vorratsbehälters 14 in einen Filterraum 15 geleitet, von wo aus die Flüssigkeit in einen Öl-Vorratsraum 16 gelangt, der den Nockenring 5, den Rotor 7, die Druckplatte 4 sowie deren Gehäusestützwände halbkreisförmig umgibt und der über zwei parallele, senkrechte Bohrungen 17a, 17b (Fig. 2) mit Zuführkanälen 18a, 18b verbunden ist. Die Zuführkanäle 18a, 18b sind knieförmig ausgebildet, liegen im wesentlichen in der waagrechten Achsebene und sind symmetrisch zueinander angeordnet. Die einen Schenkel der Zuführkanäle 18a, 18b münden in radialer Richtung in einen zur Welle 9 fluchtenden Raum 19, während die anderen Schenkel axial ausgerichtet sind und je auf Durchgangsöffnungen 20 der Druckplatte 4 stoßen. Umlaufende Dichtungen 21 dichten den Spalt zwischen der Rückseite der Druckplatte 4 und der Gehäusewandung 1 ab. Die Durchgangsöffnungen 20 erweitern sich zur Vorderseite der Druckplatte 4 und bilden einen gebogenen länglichen Raum 22, der sich in Umfangsrichtung erstreckt und in dem gleichzeitig eine Strömungsaufteilung erfolgt. Der Pfeil 23 in Fig. 3 kennzeichnet die Strömung, welche durch den radial inneren Teil der Durchgangsöffnung 20 unmittelbar über einen ersten Einlaß 27 in den Zwischenraum zwischen Nockenring 5 und Rotor 7 gelangt, während der Pfeil 24 die radial äußere Strömung durch den radial äußeren Teil der Durchgangsöffnung 20 kennzeichnet. Drei Bohrungen 25 im Nockenring bildet einen Nockenringkanal, der in axialer Richtung verläuft und auf eine Gehäusenut 26 stößt, welche die Strömung 24 radial nach innen lenkt. Die Gehäusenut 26 ist an ihrem radial inneren Ende in Umfangsrichtung ausgeweitet und bildet dort einen zweiten Einlaß 28 in den Arbeitsbereich der Pumpe. Beidseitig der Flügel 8 sind bogenförmige Nuten 31, 32 im Gehäusedeckel 2 bzw. in der Druckplatte 4 vorgesehen. Die Nuten 31 sind jeweils über Bohrungen 33 (Fig. 4) durch den Nockenring 5 mit den Nuten 32 (Fig. 1) verbunden. Die Nuten 32 umfassen jeweils eine Bohrung durch die Druckplatte 4 hindurch. Auf der Rückseite der Druckplatte 4 ist ein Druckraum 35 gebildet, der für eine gute Anlage der Druckplatte am Rotor 7 und dem Nockenring 5 sorgt und über einen Förderkanal 36 mit einem äußeren Pumpenauslaß 37 verbunden ist. In der Förderleitung 36 sitzt ein Drosselkörper 38 mit einer Förderdrossel 38a und einer Hilfsdrossel 38b. Die Hilfsdrossel 38b ist über einen Kanal 39 mit einem Stromregelventil 40 verbunden. Das Stromregelventil 40 weist einen Schieberkolben 41 auf, der durch die Kraft einer Feder 42 in Richtung auf die Rückseite der Druckplatte 4 gedrängt wird. Der Schieberkolben weist zwei Abdichtungsbereiche 43, 44 auf, zwischen denen eine Ringnut 45 liegt, in welche die Zuführkanäle 18 a, b normalerweise einmünden. Von der Ringnut 45 führt ein teilweise radial und teilweise axial sich erstreckender Kanal 46 durch den Schieberkolben 41 in einen Ventilraum 47, in welchen der Kanal 39 einmündet und in welchem die Feder 42 liegt. Innerhalb des Kanals 46 sind eine Feder 48 und ein Ventilkegel 49 angeordnet.

Der Betrieb der Lenkhilfpumpe geht wie folgt vor sich: Durch Antrieb der Welle 9 wird der Rotor 7 gedreht und damit die Flügel 8 durch die sichelförmigen Arbeitsbereiche hindurchgeführt. Es wird hydraulikflüssigkeit angesaugt, die zu beiden Flanken der Flügel 8 eintreten kann, wie durch die Pfeile 23 und 24 in Fig. 3 dargestellt. Die Zuführung erfolgt in gleicher Weise für beide Arbeitsbereiche über die im wesentlichen symmetrischen Zuführkanäle 18a, 18b. Infolge dieser "parallelen Zuführung" wird eine gleiche Verteilung "des Fülldruckes in beide Arbeitsbereiche erzielt. Dies wirkt geräuschvermindernd. Die angesaugte Hydraulikflüssigkeit wird durch die Flügel 8 in den Druckbereich verschoben und gelangt über die Auslaßkanäle 31, 32 in den Druckraum 35 und von dort über den Förderkanal 36 und den Drosselkörper 38 zum äußeren Pumpenauslaß 37. Wenn mehr hydraulikflüssigkeit gefördert wird als die Hauptdrossel 38a bewältigt, steigt der Druck im Druckraum 35, und der Schieberkolben 41 wird entgegen der Kraft der Feder 42 solange verschoben, bis die Abdichtfläche 43 teilweise bis jenseits der Einmündung der Zuführkanäle 18a,18b gelangt. Bei dieser Stromregelung wird eine direkte Verbindung zwischen dem Druckraum 35 und den Zuführkanälen 18a, 18b geschaffen, die außerordentlich kurz ist, so daß die abgeregelte Hydraulikflüssigkeit mit wenig Energieverlust umgewälzt wird.

Wenn bei blockierter Arbeitsleitung der Druck im Pumpenauslaß 37 ansteigt, hebt der Ventilkegel 49 ab, so daß der Druck im Ventilraum 47 abfällt und der Schieberkolben 41 in der Zeichnung nach rechts verschoben wird. Dadurch wird wiederum die direkte Verbindung zwischen dem Druckraum 35 und den Zuführkanälen 18a, 18b geschaffen (Funktion als Druckbegrenzungsventil).

Durch die Anordnung des Druckraums 35 zentral im Gehäuse 1 wirken die umgebenden Wandteile gut schalldämmend, insbesondere weil zudem noch das Stromregelventil 40 fluchtend zur Achse des Rotors 7 und der Druckplatte 4 vorgesehen ist.

Der Gehäusedeckel 2 besteht aus Aluminium, um einerseits an Gewicht zu sparen und andererseits eine gute Lauffläche zu bieten. Eine Versteifungsrippe 3 wird dazu ausgenutzt, eine Leckölbohrung 3a aufzunehmen, die das entlang der Welle 9 kriechende Leck in den Vorratsraum 16 zurückführt. Durch die Existenz des Vorratsraums 16 kann die Größe des Vorratsbehälters 14 entsprechend verringert werden, wodurch weiterhin an Größe und Gewicht der Gesamtpumpe eingespart werden kann.