WO1984001003A1

WO1984001003A1 - Dispositif de pompage pour installations hydrauliques

Info

Publication number: WO1984001003A1
Application number: PCT/EP1983/000155
Authority: WO
Inventors: Georg Liska
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1982-08-27
Filing date: 1983-06-15
Publication date: 1984-03-15
Anticipated expiration: 1985-12-15
Also published as: DE3367792D1; JPS59501471A; US4632641A; DE3231878C1; EP0134211B1; EP0134211A1

Description

Pumpenanordnung für hydraulische Anlagen

Bekannte Pumpen ohne Saugdrosselung, wie z. B. Flügelzellen- und Zahnradpumpen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, erzeugen in Abhängigkeit von der Antriebsdrehzahl einen mehr oder weniger gro ßen Förderstrom, d. h. die Förderstrom-Kennlinie hat einen linearen Anstieg. Steigt die Last am Verbraucher über einen Höchstwert an, so öffnet ein der Pumpe nachgeschaltetes Druckbegrenzungsventil, welches den überschüssigen Förderstrom zu einem Ölbehälter abströmen läßt.

Radialkolbenpumpen der im Oberbegriff von Anspruch 3 ange führten Bauart sind z. B. aus der DE-PS 29 01 240 bekannt. Derartige Pumpen haben zwar die vorteilhafte Eigenschaft der Strombegrenzung durch die Ansaugdrosselung bei steigender Drehzahl, der Abregelpunkt des Förderstromes liegt jedoch bei einer verhältnismäßig niedrigen Drehzahl von circa 1200 min^-1 und bleibt dann nahezu konstant.

Für bestimmte Einsatzzwecke der Pumpe, z. B. für die Versorgung von Hilfskraftlenkungen von Kraftfahrzeugen, wird eine fallende Förderstrom-Kennlinie angestrebt, d. h. es soll mit steigender Fahrgeschwindigkeit bzw. Drehzahl eine kleinere ölmenge gefördert werden. Auf diese Weise kann bei höheren Fahrgeschwindigkeiten, bei welchen keine großen Lenkausschläge mehr erforderlich sind, die Lenkkraftunterstützung reduziert werden. Eine so ausgelegte Hilfskraftlenkung vermittelt dem Fahrer den besonders bei höheren Fahrgeschwindigkeiten erwünschten Fahrbahnkontakt.

Um dieses Ziel zu erreichen, ist es aus der DE-OS 2906 047 (Fig. 3) bereits bekannt, in der Druckleitung einer Pumpe ein elektrisches Drosselventil vorzusehen, welches in Abhängigkeit eines der Fahrgeschwindigkeit entsprechenden elektrischen Signals verstellt wird. Das elektrische Drosselventil steuert den ölzufluß zum Verbraucher demzufolge so, daß bei langsamer Fahrt der volle Pumpenstrom im Lenkzylinder wirksam ist, während der Pumpenstrom bei schneller Fahrt stark verringert wird, wobei das Überschußöl in den Öltank zurückfließt. Eine derartige stromaufwärts der Pumpe eingesetzte Drosseϊeinrichtung ist aufwendig gebaut und arbeitet im Verbund mit einer nicht sauggeregelten Pumpe besonders im oberen Geschwindigkeitsbereich mit einem verhältnismäßig hohen Verluststrom.

Ausgehend von den beschriebenen Pumpenausführungen ist es Aufgabe der Erfindung, eine möglichst einfache und kostengünstige Einrichtung zu finden, mittels welcher eine fallende Förderstrom-Kennlinie über der Drehzahl erzielbar ist.

Diese Aufgabe wird durch das im Kennzeichen von Anspruch 1 enthaltene Merkmal gelöst.

Nach der Erfindung ist auf der Ansaugseite der Pumpe eine zweite Fördereinrichtung vorgesehen, die eine drehzahlabhängige, der Saugrichtung entgegengesetzte Förderwirkung erzeugt. Somit entsteht auf der Ansaugseite ein drehzahlabhängiger Staudruck, de zur Regelung der ersten Fördereinrichtung ausgenutzt wird. Auf diese Weise erhält man die gewünschte fallende Förderstrom-Kennlinie.

Eine vorteilhafte Ausführungsform in Verbindung mit einer Radialkolbenpumpe ist in Anspruch 3 aufgezeigt. Dabei ist einer mit Fördergliedern versehene Scheibe an der Pumpenwelle konzentrisch befestigt, die den gegen den Ansaugstrom gerichteten Strom erzeugt. Eine derartige Pumpe arbeitet nicht nur energiesparend, sondern auch verschleißfrei, da keine zusätzlichen Bauteile benötigt werden. Außerdem ergibt sich der Vorteil einer hohen Betriebs sicherheit. Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Pumpenanordnung,

Figi 2 ein Ausführungsbeispiel anhand eines Axialschnitts durch eine Radialkolbenpumpe,

Fig. 3 die Seitenansicht einer den Gegenstrom erzeugenden Schei be entsprechend Fig.. 2 und

Fig. 4 ein Förderstrom-Diagramm.

Die Pumpenanordnung nach Fig. 1 besteht aus einer ersten Fördereinrichtung P₁, die über eine Ansaugleitung L und eine Umgehungsleitung U mit einem Behälter H in Verbindung steht und einen nicht dargestellten Verbraucher mit Drucköl versorgt. Über eine die Fördereinrichtung P₁ antreibende Welle W ist gleichzeitig eine kleinere zweite Fördereinrichtung P₂ antreibbar, die in die Ansaug leitung L eingebaut ist und in dieser einen Gegenstrom erzeugt. Da sich mit steigender Antriebsdrehzahl der Fördereinrichtung P₁ auch die Förderwirkung der Fördereinrichtung P₂ erhöht, entsteht in der Ansaugleitung L ein wachsender Staudruck. Die Fördereinrichtung P₁ kann daher immer weniger Drucköl ansaugen, d. h. die Förderstrom-Kennlinie fällt über der Drehzahl ab.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 zeigt als erste Fördereinrichtung eine Radialkolbenpumpe mit vorzugsweise drei in einer Ebene eines Gehäuses 1 angeordneten Förderkolben 2. Eine Welle 3 trägt einen Exzenter 4 mit einem Laufring 4A. Beim Umlauf läßt der Exzenter 4 jeden Förderkolben 2 abwechselnd eine Hubbewegung ausführen. Der Exzenter 4 dreht sich in einem über eine Gehäuseringnut 5 an einen Ansauganschluß 6 angeschlossenen Saugraum 7. Die im Gehäuse 1 geführten Förderkolben 6 werden durch an Schraubkappen 8 abgestützte Druckfedern 10 an der Umfangsfläche des Exzenters 4 in Anlage gehalten und ragen dabei mit ihren dem Exzenter 4 zugewandten Kolbenfüßen in den Saugraum 7 hinein. Die Förderkolben 2 sind mit Einlaßöffnungen 11 versehen, durch die beim Auf- und Abwärtsbewegen der Kolben in bekannter Weise das Drucköl angesaugt wird, das dann über Kolbeninnenräume 12 bzw. Zylinderräume 13 in Druckkanäle 14 verdrängt wird. Die Druckkanäle 14 stehen über Aus laßventile 15 mit einem an den Verbraucher angeschlossenen Sammelraum 16 in Verbindung. - Bis hierher ist die beschriebene Radialkolbenpumpe bekannt.

Nach der Erfindung ist als zweite Fördereinrichtung seitlich am Exzenter 4 eine Scheibe 17 vorgesehen, die vorteilhaft einen in die Gehäuseringnut 5 hineinragenden topffδrmigen Ringansatz 20 trägt. Die Scheibe 17 ist mittels eines Stiftes 21 am Exzenter 4 befestigt. Der Ringansatz 20 ist mit geeigneten Fördergliedern 22, im vorliegenden Falle z. B. mit einer Kerbverzahnung (Fig. 3) ver sehen. Die Förderglieder 22 können jedoch auch in Form von Rillen, Schaufeln oder eines Gewindes und dergleichen ausgeführt sein. Durch Verändern des Außendurchmessers des Ringansatzes 20 bzw. de Anzahl oder Form der Förderglieder kann auf einfache Weise der Fördermengen-Verlauf beeinflußt werden.

Es ist auch denkbar, lediglich eine breitere Scheibe 17 ohne einen Ringansatz 20 zu verwenden und die Förderglieder 22 nur in die Stirnfläche der Scheibe einzuarbeiten. Ebenso ist es möglich, die Förderglieder 22 an der der Gehäuseringnut 5 zugewandten Seitenfläche der Scheibe anzubringen. Ein Vorteil der Scheibe 17 besteht weiterhin darin, daß dies gleichzeitig noch als Anlaufscheibe für den Exzenter 7 dient. Ein weitere Anlaufscheibe 18 ist auf der gegenüberliegenden Seite des Exzenters 7 eingesetzt.

In Fig. 4 ist der Förderstrom-Verlauf über der Drehzahl dargestellt. Die Kurve A zeigt den Förderstrom-Verlauf einer bekannten Radialkolbenpumpe. Der Förderstrom wird bei einer Drehzahl vo circa 1 200 min^-1 abgeregelt und bleibt dann nahezu konstant. Die Kurve B zeigt hingegen die fallende Förderstrom-Kennlinie einer mit. der erfindungsgemäßen Einrichtung ausgerüsteten Radialkolbenpumpe.

Bezugszeichen

Fig. 1

H Behälter A Kurve

L Ansaugleitung B Kurve

^P1 erste Fördereinrichtung

^P2 zweite Fördereinrichtung

U Umgehungsleitung w Welle

Fig . 2 und 3

1 Gehäuse

2 Förderkolben

3 Welle

4 Exzenter

4A Laufring

5 Gehäuseringnut

6 Ansauganschluß

7 Saugraum

8 Schraubkappe

10 Druckfeder

11 Einlaßöffnungen

12 Kolbeninnenraum

13 Zylinderraum

14 Druckkanal

15 Auslaßventil

16 Sammelraum

17 Scheibe

18 Anlaufscheibe

20 Ringansatz

21 Stift

22 Förderglieder

Claims

A n s p r ü c h e

1. Pumpenanordnung für hydraulische Anlagen mit einer einen Hauptstrom erzeugenden ersten Fördereinrichtung (P₁) , dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß auf der Ansaugseite eine zweite Fördereinrichtung (P₂) mit der Saugrichtung entgegengesetzter Förderwirkung vorgesehen ist.

2. Pumpenanordnung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die zweite Fördereinrichtung (P₂) eine drehzahlabhängige Förderwirkung hat.

3. Radialkolbenpumpe für hydraulische Anlagen mit folgenden Merkmalen:

- die Pumpe weist einen oder mehrere durch einen von einer Welle angetriebenen Exzenter betätigbare Förderkolben auf; - die Förderkolben saugen Drucköl aus einem Saugraum an; es ist eine den Rückstrom zu den Förderkolben verhindernde Ventileinrichtung vorhanden, dadurch ge k e n n z e i ch n e t , daß eine Scheibe (17) an der Welle (3) konzentrisch befestigt ist und Förderglieder (22) aufweist, die einen gegen den Ansaugstrom gerichteten Strom erzeugen.

4. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n -zeichnet, daß die Scheibe (17) einen topfförmigen, die Förderglieder (22) tragenden Ringansatz (20) aufweist.

5. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch g eke n n z e i c h ne t , daß die Förderglieder (22) in Form einer Verzahnung ausgeführt sind.

6. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch g ek e n n z e i chne t , daß die Scheibe (17) zugleich Anlaufscheibe für den Exzenter 7 ist.