DE3237380A1

DE3237380A1 - Oelpumpe

Info

Publication number: DE3237380A1
Application number: DE19823237380
Authority: DE
Inventors: Takeshi Ohe; Hiroshi Higashimatsuyama Saitama Ohsaki
Original assignee: Jidosha Kiki Co Ltd
Current assignee: Jidosha Kiki Co Ltd
Priority date: 1981-10-08
Filing date: 1982-10-08
Publication date: 1983-04-28
Also published as: JPS5862394A; ES516309A0; KR850000877B1; US4473341A; KR840001683A; JPS6358270B2; ES8308974A1; DE3237380C2

Description

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Ölpumpe

Die Erfindung betrifft eine ausgeglichene Flügelölpumpe und insbesondere eine kleine, leichte und kostengünstige Ölpumpe, bei welcher zwei Pumpenkapseln bzw. -gehäuse eine Doppelpumpenanordnung bilden und die Förderung des von jeder Pumpeneinheit gelieferten Drucköls zur Verringerung des Leistungsbedarfs selektiv gesteuert wird.

Bei einer beispielsweise in ein Kraftfahrzeug eingebauten sog. Servolenkungsanlage zur Verringerung der durch den Fahrer aufzubringenden Lenkkräfte wird eine Pumpe zur Erzeugung von Drucköl für den Betrieb der Servolenkungsanlage üblicherweise durch die Maschine des Kraftfahrzeugs in der Weise angetrieben, daß die Förderbzw. Liefermenge der Pumpe proportional zu der Drehzahl der Antriebsmaschine variiert. Eine solche Pumpe muß daher eine ausreichend große Förderleistung besitzen, damit sie die für den einwandfreien Betrieb der gespeisten. Vorrichtung erforderliche Druckölmenge auch dann zu liefern vermag, wenn die Maschinendrehzahl niedrig und -damit die Fördermenge der Pumpe klein ist.

Falls jedoch die Pumpenleistung im Hinblick auf dieses Erfordernis vergrößert wird, wird die Förder- bzw. Liefermenge der Pumpe im Hochdrehzahlbereich der Antriebsmaschine übermäßig groß, so daß nicht nur die von der Antriebsmaschine für den Antrieb der Pumpe aufzubringende Leistung, sondern auch ihr Kraftstoffverbrauch ansteigt.

es wurde daher bereits vorgeschlagen, die beiden Pumpenkapseln bzw. -gehäuse in zwei Pumpeneinheiten kleiner Leistung oder Kapazität zu "unterteilen und ein Regel-

element vorzusehen, das zur Energieeinsparung die Strömungskanäle, über welche das Drucköl von den Ölpumpeneinheiten zu den Verbrauchervorrichtungen liefern, selektiv umzuschalten vermag. Wenn bei dieser Anordnung die Fördermengen der Pumpeneinheiten klein sind, werden beide Fördermengen zu einer einzigen Strömung vereinigt und dann den Verbrauchervorrichtungen zugeführt, während bei ansteigender Fördermenge der Pumpeneinheiten nur die Fördermenge der einen Pumpeneinheit den Verbrauchervorrichtungen zugeführt und die andere Pumpeneinheit mit der Saugseite verbunden wird, um das Öl im Umlauf zu halten und damit die für den Antrieb der Pumpen erforderliche Leistung zu verringern.

Bei Ölpumpen der eben beschriebenen Art erfolgt jedoch das Umschalten der Strömungskanäle in Abhängigkeit von der Drehzahl der Antriebsmaschine (als Bezugsgröße), so daß zwar im Hochdrehzahlbereich der Antriebsmaschine,d.h. bei hohen Fahrtgeschwindigkeiten des Kraftfahrzeugs, Leistung eingespart werden kann, während im Niedrigdrehzahlbereich der Antriebsmaschine ein Energieverlust unvermeidbar ist. Bei dieser Konstruktion bleiben damit noch verschiedene Probleme zu lösen.

Insbesondere bei einer Servolenkungsanlage der vorstehend angegebenen Art ist die dieser Anlage zugeführte Druckölmenge von Bedeutung, wenn sich die Servolenkungsanlage zur Lieferung großer Leistung im Betrieb befindet. In anderen Fällen, nämlich wenn das Kraftfahrzeug nicht oder

"0 geradeaus fährt, kann auch im Niedrigdrehzahlbereich

der Antriebsmaschine die gelieferte Druckölmenge klein sein. Insbesondere im Stadtverkehr wird ein Kraftfahrzeug häufig in einem niedrigen Gang betrieben, wobei es nötig ist, den Leistungsbedarf bei einem solchen Betrieb mit ° niedriger Geschwindigkeit herabzusetzen.

Dieses Problem kann durch Verwendung eines Strömungskanal-Umschaltmechanismus gelöst werden, der in Abhängigkeit von der auf die Servolenkungsanlage wirkenden Belastung arbeitet. Bei Verwendung eines solchen Umschaltmechanismus erfolgt jedoch das Umschalten der Strömungskanäle oder -durchgänge auch dann, wenn die Antriebsmaschine mit hoher Drehzahl läuft und somit eine Pumpeneinheit allein eine ausreichend große Druckölmenge liefert, wodurch sich der Leistungsbedarf erhöht.

Es wurde auch bereits in Erwägung gezogen, die Fahrtgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs elektrisch zu messen und das Umschalten der Strömungskanäle nach Maßgabe eines entsprechenden Meßsignals vorzunehmen; da jedoch die Fahrtgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs nicht immer der Maschinendrehzahl und damit der Fördermenge der Ölpumpe proportional ist, kann auf diese Weise nicht in jedem Fall eine Senkung des Leistungsbedarfs erreicht werden. Speziell bei überladenen Lastkraftwagen o.dgl.

arbeitet die Antriebsmaschine auch im niedrigen Geschwindigkeitsbereich häufig mit hohen Drehzahlen, so daß sich hierbei verschiedene Probleme ergeben. Außerdem bedeutet die Verwendung einer elektrischen Meßeinrichtung und eines durch diese betätigten elektromagnetischen Ventils eine konstruktive Einschränkung. Das für die Regelung der Druckölmenge verwendete Regelelement muß dabei in der Lage sein, sowohl erforderlichenfalls die Strömungskanäle von beiden Pumpeneinheiten selektiv umzuschalten, als auch die Strömungsmenge des den Druckmittel-Verbrauchervorrichtungen zugeführten Drucköls unterhalb einer vorbestimmten Menge zu regeln. Üblicherweise werden diese beiden Funktionen von zwei Schieberventilen erfüllt, welche jeweils die zugeordneten Druckmittelkanäle oder -durchgänge steuern. In diesem Fall sind die beiden Schieberventile und die Strömungsmittelkanäle, welche das Regelelement bilden, zusammen mit den beiden Pumpenkapseln in einem Pumpenkörper oder -gehäuse zusammen-

-τι gefaßt, so daß die Ölpumpe einen komplizierten Aufbau erhält und sich ihr Zusammenbau schwierig gestaltet.

Bei Verwendung eines Satzes von Pumpenkapseln mit jeweils einem mit Flügeln besetzten Läufer und einem Kurvenring usw. für die beiden Pumpeneinheiten ergeben sich die im folgenden geschilderten konstruktiven Probleme.

Da für die beiden .Olpumpeneinheiten zwei Pumpenkapseln verwendet werden, sind in einfachster Konstruktion zwei voneinander unabhängige Pumpenkammern in symmetrischen Stellungen in bezug auf die Läuferachse ausgebildet und über getrennte Austragkanäle miteinander verbunden. Ein Beispiel für eine solche Konstruktion findet sich z.B. in den JP-OSen 49 594 und 82 868/1980. Obgleich bei diesen Konstruktionen der Aufbau der Pumpenkanäle und des Pumpenelements vereinfacht werden kann, führt dann, wenn die eine Pumpenkammer unter Entlastung mit der Behälterseite verbunden ist, die andere Pumpenkammer die Förderwirkung durch, so daß eine unausgeglichene Belastung auf den Läufer und seine Welle einwirkt, wodurch Haltbarkeit und Zuverlässigkeit bzw. Betriebssicherheit der beweglichen Teile vermindert werden und sich ein höherer Betriebsgeräuschpegel ergibt.

Die US-PS 2 887 060 beschreibt eine ausgeglichene bzw. ausbalancierte Pumpe, die nicht mit den vorstehend geschilderten Problemen behaftet ist. Gemäß dieser US-PS sind zwei voneinander unabhängige Austrag- bzw. Lieferkanäle mit zwei symmetrisch um den Läufer herum angeordneten Pumpenkammern verbunden, wobei paarweise angeordnete Öffnungen, die in symmetrischen Positionen in bezug auf die Läuferachse in die betreffenden Pumpenkammern münden, so miteinander kombiniert sind, daß die Pumpenanordnung nach Art zweier getrennter Pumpeneinheiten arbeitet. Bei dieser Konstruktion ist jedoch eine größere Zahl von Ölkanälen bzw, -durchgängen vorhanden, so daß

-β-die Anschlüsse an die betreffenden Teile und die Rohrleitungen zu den Schieberventilen, die als Regelelement wirken, kompliziert werden.

Da bei diesen Pumpenkapseln das Regelelement und die Öldurchgänge sämtlich in einem einzigen Pumpenkörper oder -gehäuse enthalten sind, haben die vorstehend erwähnten Probleme einen großen Einfluß auf Konstruktion, Montage und Fertigungskosten der gesamten Pumpe.

Eine Ölpumpe der angegebenen Art sollte jedoch einen einfachen Aufbau besitzen, einfach zusammenzubauen sein und darübenhinaus kleine Abmessungen und niedriges Gewicht besitzen. Dies gilt insbesondere für eine mit Druckmittel arbeitende Vorrichtung, wie eine Servolenkungsanlage, die in einem engen Einbauraum im Motorraum eines Kraftfahrzeugs eingebaut ist.

Der Erfindung liegt damit insbesondere die Aufgabe zugründe, eine verbesserte Ölpumpe zu schaffen, mit welcher •die verschiedenen, vorstehend geschilderten Probleme gelöst werden können und die einen geringeren Leistungsbedarf besitzt.

Diese Aufgabe wird bei einer Ölpumpe mit einem Läufer, einem Kurvenring, welcher den Läufer umschließt und zwei symmetrisch zur Achse des Läufers angeordnete Pumpenkammern festlegt, und einer den Kurvenring und den Läufer einschließenden Pumpen-Gehäuseteilanordnung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Pumpen-Gehäuseteilanordnung mit Saugkanälen sowie ersten und zweiten Auslaßkanälen, die mit einem vorbestimmten gegenseitigen Abstand in Drehrichtung des Läufers in die betreffenden Pumpenkammern einmünden, einem Strömungsregelventil mit einem auf einen Druckunterschied an einer Zumeßöffnung in den ersten Auslaßkanälen zu den Saugkanälen, wenn die die ersten Auslaßkanäle durchströmende Ölmenge

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eine vorbestimmte Größe übersteigt, ansprechenden Ventil-Schieber und einem auf Druck ansprechenden Strömungskanal-Umschaltventil mit einem Ventil-Schieber und einem Rückschlagventil versehen ist, und daß der zuletztgenannte Ventil-Schieber normalerweise die zweiten Auslaßkanäle mit den Saugkanälen verbindet, während er dann, wenn der in den ersten Auslaßkanälen herrschende Öldruck eine vorbestimmte Größe übersteigt, die zweiten Auslaßkanäle über das Rückschlagventil mit den ersten Auslaßkanälen verbindet.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1, 2 und 3 Längsschnittansichten längs verschiedener Ebenen zur Veranschaulichung des Gesamtaufbaus einer Ölpumpe mit Merkmalen nach der Erfindung, Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig.l, Fig. 5 einen schematischen Querschnitt zur Verdeutli-

^O chung der Beziehung zwischen den jeweiligen

Ölkanälen und Pumpenkammern bei Verwendung eines

Satzes von Pumpenkapseln als zwei Ölpumpenein-

heiten,

einen Schnitt längs der Linie VI-VI in Fig. 1,

eine Vorderansicht der Ölpumpe,

eine Rückseitenansicht der Ölpumpe und

eine Aufsicht auf die Unterseite der Ölpumpe.

Die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform der

Erfindung ist zur Verwendung bei einer Servolenkungsanlage eines Kraftfahrzeugs vorgesehen.

Die allgemein mit 10 bezeichnete Ölpumpe umfaßt einen zylindrischen Läufer 12 mit einer Anzahl von radial gleitend verschiebbaren. Flügeln 11 sowie einen den Läufer 12 umschließenden Kurven(Steuer)ring 13 mit einer im wesentlichen elliptischen Kurvenlauffläche 13a, wobei

Fig.	6
Fig.	7
Fig.	8
Fig.	9

-ΙΟΙ der Läufer und der Kurvenring einen Satz von Pumpenkapseln bzw. -einheiten (pump cartridges) 14 bilden. An den gegenüberliegenden Seiten der Pumpeneinheiten sind ein vorderer und ein hinterer Gehäuseteil 15 bzw. 16 befestigt, die gemeinsam ein Pumpengehäuse bilden. Gemäß Fig. 2 sind die beiden Gehäuseteile 15 und 16 unter Verspannung des Kurvenrings 13 zwischen sich mit Hilfe von vier Schraubbolzen 17 an Umfangslaschen gegeneinander befestigt. Erfindungsgemäß kann somit auf die bei den bisherigen druckbelasteten Ölpumpen unabdingbaren Seitenplatten bzw. -scheiben und Druckplatten bzw. -scheiben verzichtet werden, so daß die Zahl der Bauteile unter Vereinfachung des Zusammenbaus verringert ist und die Pumpe kleinere Abmessungen erhält. Da bei einer kleinen Ölpumpe dieser Art der Lieferdruck niedrig ist, wird der Betrieb der Ölpumpe auch dann nicht beeinträchtigt, wenn die Pumpeneinheiten unmittelbar zwischen vorderem und hinterem Gehäuseteil verspannt sind. Zwischen dem Kurvenring 12 und vorderem und hinterem Gehäuseteil 15 bzw. 16 sind O-Ringe 18 bzw. 19 vorgesehen.

Gemäß den Fig. 1 bis 3 weist der vordere Gehäuseteil 15 einen gegen die eine Seite der Pumpeneinheiten 14 andrückenden, kreisscheibenförmigen Abschnitt 15a sowie einen zylindrischen Abschnitt 15b auf, der vom Mittelbereich des Abschnitts 15a in Axialrichtung nach außen ragt. Eine drehbare Welle 20 des Läufers 12, die durch die Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs angetrieben wird, durchsetzt eine zentrale Bohrung des vorderen Gehäuseteils 15 und ist in einem Gleitlager 21 gelagert. Das Innenende der Welle 20 ist mittels einer Keilverzahnung mit dem Läufer 12 verbunden und durch einen Sprengring 22 (Fig. 2) gegen ein Herausziehen gesichert. Am Außenende des zylindrischen Abschnitts 15b ist eine Manschette 23 befestigt, wobei zwischen die diese und die Welle 20 eine Öldichtung 24 eingefügt ist. Gemäß Fig.3 ist ein durch den zylindrischen Abschnitt 15b verlaufen-

der Ölrücklaufkanal 25 vorgesehen, über den das längs der Welle 20 austretende Öl zur Saugseite der Pumpe zurückgeführt wird. Bei der dargestellten Ausführungsform verjüngt sich der zylindrische Abschnitt 15b in Richtung auf sein vorderes (linkes) Ende; wenn dabei die Öldichtung 24 durch die Manschette 23 festgelegt ist, kann der vordere Gehäuseteil 15 ohne weiteres längsgeteilt sein, wodurch das Formen bzw. Gießen und die Montage der Teile vereinfacht werden. Außerdem ergibt sich bei dieser Konstruktion ein niedrigeres Gewicht der Ölpumpe.

Gemäß den Fig. 4 und 5 münden Saugschlitze 32a und 32b, die mit paarweise angeordneten Pumpen-Saugdurchgängen oder -kanälen 32 oder 33 in Verbindung stehen, jeweils ein einer Pumpenkammer 30 bzw. 31, die in den Pumpenkapseln bzw. - einheiten 14 in symmetrisch zur Achse des Läufers 12 liegenden Positionen ausgebildet sind, während paarweise angeordnete Auslaßschlitze 34a, 35a; 36a, 37a jeweils mit ersten und zweiten Auslaßkanälen 34, 35 bzw. 36, 37 kommunizieren, die in Drehrichtung des Läufers 12 mit einem vorbestimmten Abstand voneinander angeordnet sind. Paarweise angeordnete Saugschlitze, die ersten Auslaßschlitze 34a, 35a sowie die zweiten Auslaßschlitze 36a, 37a münden jeweils in den Pumpenkammern 30 bzw. 31 und sind in Lagen symmetrisch zur Achse des Läufers 12 angeordnet. Das aus ersten und zweiten Auslaßschlitzen 34a, 35a bzw. 36a, 37a ausgetragene Drucköl wird jeweils zu getrennten Kanälen bzw. Durchgängen geleitet, so daß die Pumpenanordnung zwei voneinander unabhängige Pumpeneinheiten bildet.

Um einen solchen Satz von Pumpenkapseln bzw. -einheiten als zwei Ölpumpen bzw. Doppelpumpe einzusetzen, sind insbesondere die symmetrisch zur Achse des Läufers 12 angeordneten Auslaßbereiche der Pumpenkammern 30 und zweigeteilt, wobei durch Kombinieren der paarweise angeordneten Abschnitte eine gut ausgeglichene Förderwirkung

gewährleistet werden kann. Selbst wenn bei einer solchen ausgeglichenen, zweistufigen Ölpumpe diese durch Verbindung des einen Auslaßschlitzes mit einem Ölbehälter entlastet ist, wirkt auf den Läufer eine ausgeglichene Belastung ein, so daß ungleichmäßiger Verschleiß der beweglichen Teile der Pumpe verhindert wird. Auf diese Weise können nicht nur die Haltbarkeit und Betriebssicherheit der Pumpe verbessert werden, vielmehr kann auch eine Geräuscherzeugung unterdrückt werden. 10

Bei der dargestellten Ausführungsform liefern die Saugkanäle 32 und 33 das Öl vom Ölbehälter zu den Pumpenkammern 30 und 31 in den Pumpenkapseln bzw. -einheiten, wobei erste und zweite Auslaßkanäle 34, 35 bzw. 36, 37, die das bei der Förderwirkung erzeugte Drucköl in zwei Richtungen leiten, im hinteren Gehäuseteil 16 zusammen mit einem Strömungsregelventil 4 0 angeordnet sind, das zur Regelung des Druckölstroms dient. Weiterhin ist ein auf Druck ansprechendes Strömungskanal-Umschaltventil 60 vorgesehen, das die relativen Stellungen der Auslaßkanäle bestimmt. Durch diese Ausbildung wird eine kompakt gebaute., kleine und leichte Ölpumpe realisiert, die sich einfach (maschinell) herstellen läßt.

^° Insbesondere ist dabei eine Ventilbohrung 41, die sich im Zentrum des hinteren Endes des gegen die Rückseiten der Pumpeneinheiten angepreßten hinteren Gehäuseteils öffnet, in einer koaxial zur Welle 20 des Läufers 12 liegenden Stellung vorgesehen und am anderen Ende mittels

eines Verschlußstopfens 43 verschlossen, der in diesem Ende der Ventilbohrung 41 mit Hilfe eines Sprengrings befestigt ist. Zur Abdichtung des Verschlußstopfens 43 ist ein O-Ring 44 vorgesehen. In die Ventilbohrung 41

ist ein längsverschiebbarer Ventilschieber 45 des Stroll C

mungsregelventils 40 eingesetzt, wobei der Schieber 45 durch eine Feder 46 in Richtung auf den Läufer 12 vorbelastet ist. Am inneren Ende des Schiebers 45 ist ein

Zapfen 4 5a' angeformt, um den herum eine Hochdruckkammer 47 festgelegt ist. Gemäß Fig. 1 sind die senkrecht zur Ventilbohrung verlaufenden ersten Pumpen-Auslaßkanäle und 35 einander gegenüberstehend angeordnet, wobei Abschnitte dieser ersten Auslaßkanäle von den ersten Auslaßschlitzen 34a und 35a in Axialrichtung des hinteren Gehäuseteils 16 abgehen.

Gemäß Fig. 2 erstrecken sich die mit den zweiten Auslaßschlitzen 36a und 37a verbundenen zweiten Auslaßkanäle 36 bzw. 37 in Axialrichtung zum hinteren oder äußeren Ende des hinteren Gehäuseteiles 16 über die ersten Auslaßkanäle 34 und 35 hinaus, wobei sie mit der Ventilbohrung 41 über diametrale Durchgänge bzw. Kanäle 36b bzw. 37b verbunden sind, die vom Außenumfang des hinteren Gehäuseteils 16 her eingebohrt sind. Über die zweiten Auslaßkanäle 36 und 37 strömt das Drucköl normalerweise in die Ventilkammer 48, die durch eine Ringnut 45b zwischen den hinteren Ringflächen des Schiebers 4 5 festgelegt ist.

Gemäß Fig. 3 erstrecken sich die das Öl vom nicht dargestellten Ölbehälter über die Saugschlitze 32a bzw. 33a zu den Pumpenkammern 30 bzw. 31 liefernden Saugkanäle 32 und 33 längs der Achse des hinteren Gehäuseteils in Rückwärtsrichtung, wobei sie durch einen Durchgang oder Kanal 50, der vom Außenumfang des hinteren Gehäuseteils quer über die Ventilbohrung 41 ausgebildet ist, miteinander verbunden sind. Der Durchgang 50 steht seinerseits mit zwei Durchgängen 51a und 51b in Verbindung, die durch einen zylindrischen Abschnitt 16a an der Unterseite des hinteren Gehäuseteils 16 hindurch geführt sind. Ein mit dem Ölbehälter verbundener, saugseitiger Anschluß 52 ist am unteren Ende des zylindrischen Ab-Schnitts 16a befestigt und dient zur Zufuhr von Öl zu den beiden Durchgängen 51a und 51b.

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Es ist besonders darauf hinzuweisen, daß der die Saugkanäle 32 und 33 verbindende Durchgang bzw. Kanal 50 in einer solchen Lage in die Ventilbohrung 41 übergeht, daß er sich zwischen den Paaren der ersten und zweiten Auslaßkanäle 34, 35 bzw. 36, 37 befindet. An der Mündungsstelle des Durchgangs 50 ist auf der axialen Mitte des Schiebers 4 5 in diesem eine Ringnut 4 5c ausgebildet. Im unwirksamen bzw. Ruhestand verbindet die Ringnut 45c die beiden Saugkanäle 32 und 33, während erste und zweite Auslaßkanäle 34, 35 bzw. 36, 37 durch die Ringflächen des Schiebers 4 5 voneinander getrennt sind.

Wenn der Ventil-Schieber 4 5 infolge einer Zunahme der über eine noch zu beschreibende Zumeßöffnung fließenden Strömungsmenge betätigt wird, wird die Hochdruckkammer 47, in welche die beiden ersten Pumpen-Auslaßkanäle 34 und münden, über den Durchgang 50 mit den Saugkanälen 32 und 3 3 verbunden, während die beiden Auslaßkanäle 36 und 37 über den Durchgang 50 mit den Saugkanälen 32 und 3 3 verbunden werden.

Gemäß den Fig. 1 und 6 ist ein auf Druck ansprechendes Strömungskanal-Umschaltventil 60, welches erste und zweite Auslaßkanäle 34, 35 bzw. 36 und 37 nach Maßgabe einer Erfassung einer Erhöhung der Belastung der mit dem Druckmittel arbeitenden Vorrichtung miteinander verbindet oder voneinander trennt, in einer Ventilbohrung 61 angeordnet, die im Mittelbereich des hinteren Gehäuseteils 16 senkrecht zur Ventilbohrung 41 des Strömungsregelventils 40 ausgebildet ist. An das Auslaßende der Ventilbohrung 61 ist ein Liefer- bzw. Auslaßanschluß . 62 zur Förderung des Drucköls von der Pumpe zu der mit dem Druckmittel arbeitenden Vorrichtung angeschlossen, wobei das Innere des Anschlusses 62 über eine Zumeßöffnung 63 mit dem ersten Auslaßkanal 34 verbunden ist.

Das andere Ende der Ventilbohrung 61 steht mit dem Saugkanal 33 in Verbindung. Der Mittelbereich der Ventilboh-

rung 61 ist mit dem Mittelbereich der Ventilkammer 48, in welcher die beiden zweiten Auslaßkanäle 36 und 37 münden, über einen Kanal oder Durchgang 64 verbunden, der zu der das Strömungsregelventil 40 aufnehmenden Ventilbohrung 41 verläuft und von der einen Seite des hinteren Gehäuseteils 61 her eingebohrt ist.

In die Ventilbohrung 61 ist ein Ventil-Schieber 66, der normalerweise durch eine Feder 65 gegen den Auslaß-IQ anschluß 62 vorbelastet ist, verschiebbar eingesetzt. Normalerweise befindet sich der Schieber 66 zwischen der Zumeßöffnung 63 und der Öffnung des Durchgangs 64, so daß er die Ventilkammer 48 mit dem Saugkanal 3 3 verbindet. Wenn die das Druckmittel verwendende Vorrichtung bzw. Verbrauchervorrichtung so arbeitet, daß der Druck in der Hochdruckkammer 67, in welche die Zumeßöffnung mündet, ansteigt, verschiebt sich der Schieber 66 in eine Richtung vom Anschluß 62 hinweg zum Schließen des Durchgangs 64, so daß die zweiten Auslaßkanäle 36 und 37 von den Saugkanälen 3 3 getrennt werden.

Es ist besonders darauf hinzuweisen, daß die Ventilbohrung 61 des Strömungskanal-Umschaltventils 61 in solcher Lage angeordnet ist, daß ihre beiden Enden einerseits mit einem der beiden Saugkanäle 23 und 33, welche axial durch den hinteren Gehäuseteil 16 verlaufen, und andererseits mit einem der ersten Auslaßkanäle 34 und 3 5 über gerade Durchgänge bzw. Kanäle verbindbar sind. Durch diese Konstruktion wird die Anordnung der den Ventilbohrungen zugeordneten Durchgänge oder Kanäle vereinfacht, so daß die (maschinelle) Ausbildung dieser Kanäle erleichtert wird.

Gemäß den Fig. 1 und 6 ist ein Radialkanal oder -durchgang 70 im axialen Mittelbereich der Ventilbohrung entsprechend der mit den zweiten Auslaßkanälen 36 und 37 verbundenen Ventilkammer 48 des Strömungsregelventils

ausgebildet, wobei dieser Durchgang 70 mit einer Verlängerung des anderen, in Axialrichtung des hinteren Gehäuseteils verlaufenden ersten Pumpen-Auslaßkanals 35 verbunden ist. In einem Mittelbereich des Durchgangs 70 ist ein Rückschlagventil 71 angeordnet, über welches das in den zweiten Auslaßkanälen 36 und 37 strömende Drucköl mit dem Drucköl in den ersten Auslaßkanälen 34 und 35 vereinigbar ist.

Wenn somit das Umschaltventil 60 arbeitet und die Öffnung des Durchgangs 64 mittels des Schiebers 66 verschließt und sich der Schieber 45 des Strömungsregelventils 40 in der unwirksamen Stellung bzw. Ruhestellung befindet, wird durch Betätigung des Rückschlagventils das von den zweiten Auslaßkanälen 36 und 37 geführte Drucköl mit dem über die ersten Auslaßkanäle 34 und 35 zugeführten Drucköl vereinigt.

Weiterhin vorgesehen sind eine Dämpferöffnung 80 zur Förderung des Drucköls an der Stromabseite der Zumeßöffnung 63, d.h. in der Hochdruckkammer 67 des Umschaltventils 60, zur Niederdruckkammer des Strömungsregelventils 4 0 sowie ein in den Schieber 4 5 des Strömungsregelventils 40 eingebautes Überdruckventil 81. Die Außenenden der vom Außenumfang des hinteren Gehäuseteils 16 her eingebohrten Kanäle bzw. Durchgänge 36b, 37b, 50, 64 und 70 sind durch Stopfen verschlossen.

Die Ölpumpe 10 führt der Servolenkungsanlage das Druck- 3® öl auf die im folgenden beschriebene Weise zu.

Wenn sich bei niedriger Maschinendrehzahl die Servolenkungsanlage im unwirksamen bzw. unbelasteten Zustand befindet und der Druck des von den ersten Auslaßkanälen 34 und 35 zum Anschluß 62 gelieferten Öls niedrig ist, befinden sich sowohl das Strömungsregelventil 40 als auch das Umschaltventil 60 jeweils in

der unwirksamen bzw. Ruhestellung, so daß nur die Druckölanteile aus den ersten Auslaßkanälen 34 und 35 in der Hochdruckkammer 47 zusammengeführt und dann über die Zumeßöffnung 43 sowie die Hochdruckkammer 47 des Strömungskanal-Umschaltventils 60 zum Auslaßanschluß zugeführt werden. Zu diesem Zeitpunkt strömen die Druckölanteile aus den zweiten Auslaßkanälen 36 und 37 über die Ventilkammer 41 des Strömungsregelventils 40 zur Niederdruckseite des Strömungskanal-Umschaltventils 60 und sodann zum Saugkanal 33. Das Öl wird mithin unter Entlastung der Pumpe durch diese und den Ölbehälter hindurch umgewälzt, so daß die Antriebsleistung für die Ölpumpe unter entsprechender Energieeinsparung auf die Hälfte reduziert wird. Da die Servolenkungsanlage zu diesem Zeitpunkt unwirksam ist, tritt auch dann keine Störung auf, wenn eine kleine Ölmenge zugeführt wird.

Wenn bei niedriger Drehzahl der Pumpe der in der Hochdruckkammer 67 des Umschaltventils 60 herrschende Druck ansteigt, verschiebt sich der Ventil-Schieber 66 unter Schließung des Durchgangs 64 zur Niederdruckkammer, so daß die zweiten Auslaßkanäle 36 und 37 vom Saugkanal getrennt werden. Da zu diesem Zeitpunkt das Strömungsregelventil 40 unwirksam ist, werden durch Betätigung des Rückschlagventils 71 die Druckölanteile in den zweiten Auslaßkanälen 36 und 37 in der Ventilkammer 48 miteinander vereinigt und dann zu den ersten Auslaßkanälen 34 und 35 geleitet, um sich mit den in letzteren enthaltenen Druckölanteilen zu vereinigen, worauf dieses

SQ gesamte Drucköl über den Auslaßanschluß 62 ausgetragen wird. Auf diese Weise kann die für den Betrieb der Servolenkungsanlage erforderliche Druckölzufuhr gewährleistet werden. Selbstverständlich wird hierbei die Antriebsleistung für die Ölpumpe nicht verringert.

Wenn die Fördermenge der Ölpumpe mit ansteigender Drehzahl über eine vorbestimmte Größe hinaus ansteigt und die

Servolenkungsanlage (weiterhin) unwirksam ist, nämlich in einem Zustand hoher Drehzahl und niedrigen Drucks, wird das Strömungsregelventil· 4 0 durch den Druckunterschied an der Zumeßöffnung 63 betätigt, um einen Teil· der Druckölanteile aus den ersten Ausl·aßkanälen 34 und

35 zur Saugseite der Ölpumpe umzuleiten und damit die der Servolenkungsanl·age zugeführte Druckölmenge auf eine konstante Größe zu regel·^ Zu diesem Zeitpunkt ist das Stromungskana^Umscha^Ventil 60 unwirksam, wobei die Druckölanteile aus den zweiten Auslaßkanälen

36 und 37 über die Ventilkammer 48 und den Durchgang 64 zum Saugkanal 33 geleitet werden und ein Teil dieser Druckölanteile über die Ringnut 45c des Ventil-Schiebers 45 zu den Saugkanälen 32 und 33 zurückgeführt und damit die Ölpumpe unter Verringerung ihres Leistungsbedarfs entlastet wird.

Wenn die Servolenkungsanlage bei erhöhter Drehzahl mit erhöhtem Öldruck arbeitet, wird das Strömungskanal-Umschaltventil 60 ebenfa^s wirksam, so daß es den Durchgang 64 von der Saugseite trennt. Da zu diesem Zeitpunkt das Strömungsregelventil 40 arbeitet, werden die zweiten Auslaßkanäle 36 und 37 über die Ringnut 45c des Ventilfachiebers 45nitden Saugkanälen verbunden, so daß das DruckÖl unter Aufrechterhaltung eines lastfreien Zustands zum Ölbehälter zurückgeleitet wird. Dabei wird jedoch ein Teil der Druckölanteile aus den ersten Auslaßkanälen 34 und 35 unter dem Einfluß des Strömungsregelventils zum Ölbehälter zurückgeleitet, so daß eine definierte Druckölmenge der Servolenkungsanlage zugeführt wird.

Auf diese Weise können die von ersten und zweiten Auslaßkanäl·en 34, 35 bzw. 36, 37 gelieferten Druckolante^e entsprechend einer speziellen Kombination der Pumpendrehzahl und der Arbeits- und Ruhezustände der Servol·enkungsanl·age unter Verringerung des Leistungsbedarfs für die Ölpumpe wirksam geregelt werden.

Da bei der vorstehend beschriebenen Ölpumpe gemäß der Erfindung, die zwei auf die erläuterte Weise geregelte bzw. gesteuerte Pumpeneinheiten aufweist, die ersten und zweiten Auslaßkanäle 34, 35 bzw. 36, 37 vorgesehen sind, die in zwei am Umfang des Läufers 12 angeordneten Pumpenkammern 30 und 31 münden, besteht keine Gefahr für eine unausgeglichene Belastung des Läufers 12, so daß Haltbarkeit und Betriebssicherheit der beweglichen Teile der Pumpe verbessert werden können.

Während bei der beschriebenen Ausführungsform die Ventilbohrung 41 des Strömungsregelventils 40 im Zentrum des hinteren Gehäuseteils 16 koaxial zur Läufer-Welle 20 ausgebildet und die Ventilbohrung 61 des Strömungskanal-Umschaltventils 60 unter einem rechten Winkel zur Ventilbohrung 41 vorgesehen sind, ist die Erfindung keineswegs auf diesen speziellen Aufbau beschränkt; wahlweise können beide Ventile in einander entsprechender Lagenbeziehung angeordnet und die verschiedenen Kanäle bzw. Durchgänge entsprechend anders verlegt werden.

Anstatt weiterhin den die Pumpeneinheit 14 bildenden Kurvenring 13 und die vorderen und hinteren Gehäuseteile 15 bzw. 16 mit Hilfe von Schraubbolzen 17, die Laschen (Fig. 4) durchsetzen, miteinander zu verbinden, können die beiden Gehäuseteile 15 und 16 auch mit Hilfe von Ausrichtstiften oder dgl. unter Weglassung der Flansch-Laschen am Kurvenring befestigt werden.

SQ Es ist auch darauf hinzuweisen, daß die erfindungsgemäße Ölpumpe 10 nicht nur auf eine Servolenkungsanlage, sondern auch auf andere, mit Drucköl arbeitende Maschinen und Vorrichtungen anwendbar ist, die geringe Größe und niedriges Gewicht besitzen sollen.

Bei der vorstehend beschriebenen Ölpumpe gemäß der Erfindung ist somit ein Strömungsregelventil in Axialrichtung

eines an der einen Seite der Pumpeneinheit angebrachten Pumpen-Gehäuseteils vorgesehen, wobei paarweise angeordnete Saugkanäle sowie paarweise vorgesehene erste und zweite Auslaßkanäle, die mit zwei Pumpenkammern in einer Pumpeneinheit oder -kapsel verbunden sind, ineinander gegenüberliegender Anordnung in eine Ventilbonrung im Pumpen-Gehäuseteil einmünden und ein auf Druck ansprechendes Strömungskanal-Umschaltventil unter einem rechten Winkel zur genannten Ventilbohrung angeordnet ist. Durch die erfindungsgemäße Anordnung können Konstruktion, Herstellung und Montage der verschiedenen Bauteile vereinfacht und damit eine kleine, kompakt gebaute und kostengünstige Ölpumpe niedrigen Leistungsbedarfs realisiert werden.

Erfindungsgemäß können weiterhin nicht nur Haltbarkeit und Zuverlässigkeit bzw. Betriebssicherheit der beweglichen Teile der Ölpumpe verbessert, sondern auch ein möglicher Druckabfall und -verlust in den Durchgängen bzw. Kanälen weitgehend herabgesetzt werden, weil diese Durchgänge bzw. Kanäle in zweckmäßiger Weise angeordnet sind. Da darübenhinaus die Kanäle von den Saug- und Auslaßschlitzen in einander gegenüberstehender Anordnung in der Ventilbohrung münden, kann sich der Ventil-Schieber unter Sicherstellung seiner Steuerfunktion gleichmäßig und ruckfrei verschieben.

BAD ORIGINAL

Claims

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Patentansprüche

Ölpumpe mit einem Läufer (12), einem Kurvenring (13), welcher den Läufer umschließt und zwei symmetrisch zur Achse des Läufers angeordnete Pumpenkammern (30, 31) festlegt, und einer den Kurvenring und den Läufer einschließenden Pumpen-Gehäuseteilanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpen-Gehäuseteilanordnung mit Saugkanälen (32, 33) sowie ersten und zweiten Auslaßkanälen (34, 35 bzw. 36, 37), die mit einem vorbestimmten gegenseitigen Abstand in Drehrichtung des Läufers (12) in die betreffenden Pumpenkammern einmünden, einem Strömungsregelventil (40) mit einem auf einen Druck-

unterschied an einer Zumeßöffnung (63) in den ersten Auslaßkanälen (34, 35) zu den Saugkanälen (32, 33), wenn die die ersten Auslaßkanäle (34, 35) durchströmende Ölmenge eine vorbestimmte Größe übersteigt, ansprechenden Ventil-Schieber (45) und einem auf Druck ansprechenden Strömungskanal-Umschaltventil (60) mit einem Ventil-Schieber (66) und einem Rückschlagventil (71) versehen ist, und daß der zuletztgenannte Ventil-Schieber (66) normalerweise die zweiten Auslaßkanäle (36, 37) mit den Saugkanälen (32, 33) verbindet, während er dann, wenn der in den ersten Auslaßkanälen (34, 35) herrschende Öldruck eine vorbestimmte Größe' übersteigt, die zweiten Auslaßkanäle (36, 37) über das Rückschlagventil (71) mit den ersten Auslaßkanälen (34, 35) verbindet.

2. Ölpumpe nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpen-Gehäuseteilanordnung zwei Pumpen-Ge-. häuseteile umfaßt, die auf gegenüberliegenden Seiten des Kurvenrings unmittelbar an diesem befestigt sind.

3. Ölpumpe nach Anspruch 1,

dadurch ' gekennzeichnet, daß der Ventil-Schieber des Strömungsregelventils und der Ventil-Schieber des Strömungskanal-Umschaltventils· jeweils in Ventilbohrungen geführt sind, die senkrecht zueinander verlaufend angeordnet sind.

4. ölpumpe nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Saugkanäle und die ersten und zweiten Auslaßkanäle im wesentlichen parallel zu einer Ventilbohrung des Strömungsregelventils verlaufen, die sich ihrerseits in Axialrichtung des einen Pumpen-Gehäuseteils erstreckt, daß die ersten Auslaßkanäle in einem vorderen Abschnitt der Ventilbohrung münden, daß die

zweiten Auslaßkanäle im axialen Mittelbereich der Ventilbohrung in diese einmünden und daß die Saugkanäle zwischen den Auslaßkanälen in die Ventilbohrung einmünden.

5. Ölpumpe nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende der das auf Druck ansprechende Strömungskanal-Umschaltventil enthaltenden Ventilbohrung mit den Saugkanälen verbunden ist, während ihr anderes Ende über die Zumeßöffnung mit den ersten Auslaßkanälen in Verbindung steht.

6. Ölpumpe nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Auslaßkanäle in einander gegenüberstehender Lage im axialen Mittelbereich der Strömungsregel-Ventilbohrung in diese einmünden und mit der Ventilbohrung des Strömungskanal-Umschaltventils über einen durch Ringflächen des Ventil-Schiebers gebildeten Zwischenraum in Verbindung stehen, so daß die zweiten Auslaßkanäle normalerweise durch den Ventil-Schieber mit den Saugkanälen verbunden sind.

7. Ölpumpe nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden der Ventilbohrung des Strömungskanal-Umschaltventils in Stellungen liegen, in denen sie mit einem der axial verlaufenden Saugkanäle und einem der Auslaßkanäle verbindbar sind.

8. Ölpumpe nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Auslaßkanäle und die axial verlaufenden ersten Auslaßkanäle über eine Ventilkammer und ein Rückschlagventil miteinander verbunden sind.