DE20308303U1

DE20308303U1 - Hydraulikpumpe für eine Servolenkvorrichtung eines Kraftfahrzeugs

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Publication number: DE20308303U1
Application number: DE20308303U
Authority: DE
Original assignee: TRW Fahrwerksysteme GmbH and Co KG
Current assignee: TRW Fahrwerksysteme GmbH and Co KG
Priority date: 2003-05-27
Filing date: 2003-05-27
Publication date: 2003-10-02
Anticipated expiration: 2013-05-28

Description

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Tl0294 DE JS /mr	27. Mai 2003
Hydraulikpumpe für eine Servolenkvorrichtung eines Kraftfahrzeugs

Die Erfindung betrifft eine Hydraulikpumpe für eine Servolenkvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, mit einem Ansaugkanal, der in ein Hydraulikflüssigkeits-Reservoir mündet.

Solche Hydraulikpumpen sind Bestandteil kompakter Motor-Pumpen-Aggregate, die zur Lenkkraftunterstützung in Servolenkvorrichtungen eingesetzt werden. Bei Verwendung eines nicht besonders hochwertigen Hydrauliköls kann es bei niedrigen Temperaturen zu einem suboptimalen Betrieb der Pumpe kommen. Dies ist auf den stark gewundenen Verlauf (worm-trace) des Ansaugkanals im Zwischengehäuse (manifold) des Motor-Pumpen-Aggregats zurückzufuhren, der für die Kühlung der elektronischen Steuereinheit (ECU) sorgt. Der daraus resultierende hohe Strömungswiderstand hat bei Flüssigkeiten mit hoher Viskosität einen sehr geringen Ansaugdruck zur Folge, so daß die Pumpe eventuell nicht vollständig mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt wird. Die Förderleistung der Pumpe ist dadurch eingeschränkt. Dieser Effekt tritt bei Standard-ATF-Flüssigkeiten typischerweise bei Temperaturen unter -5°C auf.

Aus der DE 198 51 678 Al ist eine hydraulische Servolenkung bekannt, bei der in den Hydraulikleitungen spezielle Ventile zur Dämpfung schneller Lenkwinkeländerungen der lenkbaren Räder vorgesehen sind. Diese Dämpferventile weisen sogenannten Formgedächtnis-Metall (Memory-Metall)- oder Bimetall-Elemente zur temperaturabhängigen Beeinflussung der Drosselwirkung auf. Formgedächtnis-Metalle sind Metallegierungen, die nach dem Verbiegen

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wieder ihre ursprüngliche Form annehmen, sobald sie auf eine bestimmte Temperatur erwärmt werden.

Die Erfindung schafft eine Hydraulikpumpe, die auch unter den oben geschilderten Bedingungen einen einwandfreien Betrieb gewährleistet.

Gemäß der Erfindung ist bei einer Hydraulikpumpe der eingangs genannten Art vorgesehen, daß die Hydraulikpumpe eine Vorrichtung zur temperaturabhängigen Steuerung des Flüssigkeitsstroms durch den Ansaugkanal umfaßt, wobei der Ansaugkanal ein Zusatzansaugkanal, der als Ergänzung zu einem Standardansaugkanal vorgesehen ist. Mit einer solchen Vorrichtung kann der Flüssigkeitsstrom bei niedriger Öltemperatur erhöht werden, indem der Zusatzansaugkanal bei Bedarf zugeschaltet wird. So kann die angesaugte Flüssigkeitsmenge erhöht werden, um einen ausreichend hohen Ansaugdruck zu gewährleisten.

Vorzugsweise weist die Vorrichtung hierzu einen Mechanismus zum Öffnen und Schließen der Mündung des Ansaugkanals auf.

Gemäß einer ersten Ausführungsform umfaßt die Vorrichtung ein Bimetall-Element. Die temperaturabhängige Krümmung eines Bimetalls kann zur Steuerung des Flüssigkeitsstroms ausgenutzt werden. Vorzugsweise ist das Bimetall-Element so vor der Mündung des Ansaugkanals angeordnet, daß es durch Temperaturänderung zwischen einer ersten Stellung, in der es den Ansaugkanal freigibt, und einer Schließstellung, in der es den Ansaugkanal verschließt, gebogen werden kann. Somit ist das Bimetall-Element ohne aufwendige Zusatzkonstruktion direkt zum Öffnen und Schließen des Ansaugkanals einsetzbar.

Gemäß einer alternativen zweiten Ausführungsform umfaßt die Vorrichtung ein Ventil mit einem Formgedächtnis-Metall-Element.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:

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- Figur 1 einen schematischen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Hydraulikpumpe in perspektivischer Ansicht;

- Figur 2 eine Schnittansicht des Ausschnitts aus Figur 1; und

- Figur 3 eine Draufsicht eines Ventils für eine Hydraulikpumpe gemäß einer alternativen Ausführungsform; und

- Figuren 4a und 4b seitliche Schnittansichten des Ventils aus Figur 3 in einer geöffneten bzw. einer geschlossenen Stellung.

Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte Ausschnitt zeigt einen Pumpenkörper 10, in dem neben einem ersten Standardansaugkanal (nicht gezeigt) ein zweiter Zusatzansaugkanal 12 gebildet ist, die beide in ein Hydraulikfiüssigkeits-Reservoir münden. An der Außenseite des Pumpenkörpers 10 ist ein Bimetallstreifen 14 befestigt, der aus zwei Metallagen 14a, 14b besteht, wobei die Lage 14a mit dem niedrigeren Temperaturkoeffizienten dem Pumpenkörper 10 zugewandt ist. Der Bimetallstreifen 14 ist an einem Ende mittels einer Fixierschraube 16 am Pumpenkörper 10 befestigt und so angeordnet, daß er sich durch Temperaturänderung zwischen der in Figur 2 gezeigten gekrümmten Stellung (Freigabestellung) und einer gestreckten Stellung verbiegen kann, in der er die Mündung 12a des Zusatzansaugkanals 12 verschließt (Schließstellung).

Solange sich der Bimetallstreifen 14 in der gebogenen Stellung befindet, ist der Zusatzansaugkanal 12 freigegeben, das heißt es kann zusätzliche Hydraulikflüssigkeit angesaugt werden. Somit ist der Ansaugwiderstand insgesamt reduziert. Bei geschlossenem Zusatzansaugkanal 12 wird Hydraulikflüssigkeit nur über den Standardansaugkanal angesaugt.

Der Bimetallstreifen 14 ist so ausgelegt, daß er sich bei Überschreiten einer vorbestimmten Temperatur der Hydraulikflüssigkeit aus der gekrümmten in die gestreckte Stellung verbiegt. Die vorbestimmte Temperatur ist die minimale Temperatur der Hydraulikflüssigkeit, die einen ausreichenden Fluß durch den Standardansaugkanal für einen einwandfreien Betrieb der Pumpe gewährleistet,

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wobei die Toleranz der Viskosität der Hydraulikflüssigkeit sowie die Toleranz und die Hysterese des Bimetallstreifens 14 berücksichtigt sind. Der Bimetallstreifen 14 hat somit die Funktion eines Schalters, mit dem in Abhängigkeit von der Temperatur der Zusatzansaugkanal 12 freigegeben und geschlossen werden kann.

In den Figuren 3 und 4a, b ist eine andere Ausführungsform mit einem alternativen Mechanismus zum Öffnen und Schließen des Zusatzansaugkanals 12 gezeigt. Anstelle des Bimetallstreifens ist hier ein rundes Ventil mit einem Formgedächtnis-Metall (Memory-Metäll)-Element 18 vorgesehen. Das ursprünglieh scheibenförmige Formgedächtnis-Metall-Element wurde in die in Figur 4a gezeigte gewölbte Form gebogen. Wie in der Figur weiter zu sehen ist, greift ein mittels einer Feder 22 vorgespanntes Ventilelement 24 am Formgedächtnis-Metall-Element 18 an. Figur 4a zeigt das Ventil bei niedrigen Temperaturen, in der es die geöffnete Stellung mit freigegebenem Zusatzansaugkanal 12 einnimmt.

Das Formgedächtnis-Metall-Element 18 hält die Wölbung gegen die Kraft der Feder 22 aufrecht, so daß die Hydraulikflüssigkeit aus dem Zusatzansaugkanal 12 durch die Aussparungen 20 fließen kann.

Bei Überschreiten einer vorbestimmten Temperatur nimmt das Formgedächtnis-Metall-Element 18 wieder seine ursprüngliche flache Scheibenform an und legt sich unterstützt durch die Vorspannkraft der Feder 22 auf die Mündung 12a des Zusatzansaugkanals 12, dessen Berandung einen Ventilsitz bildet (siehe Figur 4b). Die Hydraulikflüssigkeit kann nun nicht mehr durch die Aussparungen 18 fließen, d.h. das Ventil ist geschlossen. Unterschreitet die Hydraulikflüssigkeit die vorbestimmte Temperatur, nimmt das Formgedächtnis-Metall-Element 18 wieder die in Figur 4a gezeigte gewölbte Form an, wodurch das Ventil wieder geöffnet wird.

Ein allmähliches Öffnen und Schließen des Zusatzansaugkanals 12 stellt keinen Nachteil für die Funktion der Hydraulikpumpe dar.

Claims

1. Hydraulikpumpe für eine Servolenkvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, mit einem Ansaugkanal (12), der in ein Hydraulikflüssigkeits-Reservoir mündet, wobei die Hydraulikpumpe eine Vorrichtung zur temperaturabhängigen Steuerung des Flüssigkeitsstroms durch den Ansaugkanal (12) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansaugkanal (12) ein Zusatzansaugkanal ist, der als Ergänzung zu einem Standardansaugkanal vorgesehen ist.

2. Hydraulikpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Mechanismus zum Öffnen und Schließen der Mündung (12a) des Ansaugkanals (12) aufweist.

3. Hydraulikpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein Bimetall-Element (14) umfaßt.

4. Hydraulikpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bimetall-Element (14) so vor der Mündung (12a) des Ansaugkanals (12) angeordnet ist, daß es durch Temperaturänderung zwischen einer ersten Stellung, in der es den Ansaugkanal (12) freigibt, und einer zweiten Stellung, in der es den Ansaugkanal (12) verschließt, gebogen werden kann.

5. Hydraulikpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein Ventil mit einem Formgedächtnis-Metall-Element (18) umfaßt.

6. Hydraulikpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Formgedächtnis-Metall-Element (18) so vor der Mündung (12a) des Ansaugkanals (12) angeordnet ist, daß es unterhalb einer vorbestimmten Temperatur eine erste Form einnimmt, in der es den Ansaugkanal (12) verschließt, und oberhalb der vorbestimmten Temperatur eine Form einnimmt, in der es den Ansaugkanal (12) freigibt.

7. Hydraulikpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Formgedächtnis-Metall-Element (18) Aussparungen (20) aufweist, durch die die Hydraulikflüssigkeit fließen kann, wenn das Formgedächtnis-Metall-Element (18) die zweite Form einnimmt.