DE3301563C2 - Dual circuit pump - Google Patents
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Abstract
Eine Tandempumpe weist eine Kolbenpumpe und eine Flügelzellenpumpe auf, die eine gemeinsame Antriebswelle besitzen. Die Flügelzellenpumpe ist dabei hinter der Kolbenpumpe auf dem Antriebswellenende befestigt. Die Pumpe weist einen baukastenartigen Aufbau auf, wobei die Kolbenpumpe in einem an einer Stirnseite offenen Kolbengehäuse und die Flügelzellenpumpe in einem an einer Stirnseite offenen Flügelzellenpumpengehäuse angeordnet ist, und sich zwischen den beiden einander zugekehrten offenen Stirnseiten ein Zwischendeckel befindet. Der Zwischendeckel verbindet die beiden Gehäuse miteinander und weist eine Zentralbohrung auf, in der die Antriebswelle gelagert ist. In der Stirnwand des Zwischendeckels, die der Flügelzellenpumpe zugeordnet ist, ist der Steuerspiegel (Saugniere, Druckniere) für die Flügelzellenpumpe eingeformt.A tandem pump has a piston pump and a vane pump, which have a common drive shaft. The vane pump is attached to the end of the drive shaft behind the piston pump. The pump has a modular design, with the piston pump being arranged in a piston housing that is open on one end and the vane pump being arranged in a vane pump housing that is open on one end, and an intermediate cover being located between the two open end faces facing each other. The intermediate cover connects the two housings to one another and has a central bore in which the drive shaft is mounted. The control surface (suction kidney, pressure kidney) for the vane pump is molded into the end wall of the intermediate cover, which is assigned to the vane pump.
Description
Die Erfindung betrifft eine Zweikreispumpe, bestehend aus einer Kolbenpumpe und einer Flügelzellenpumpe, die eine gemeinsame Antriebswelle, jedoch voneinander unabhängige Druckauslaßleitungen besitzen, wobei die Flügelzellenpumpe hinter der Kolbenpumpe auf dem Antriebswellenende befestigt ist.The invention relates to a dual-circuit pump consisting of a piston pump and a vane pump, which have a common drive shaft but independent pressure outlet lines, wherein the vane pump is mounted behind the piston pump on the drive shaft end.
Eine Pumpe dieser Art ist z. B. in dem DE-GM 77 37 960 beschrieben. Zweikreispumpen dieser Art werden insbesondere im Kraftfahrzeugbau benützt. Im allgemeinen werden dabei beide Pumpen von einem gemeinsamen Motor aus angetrieben, wobei die Flügelzellenpumpe z. B. für die hydraulische Lenkhilfe und die Kolbenpumpe z. B. für eine Niveauregulierung des Fahrzeuges vorgesehen ist.A pump of this type is described in DE-GM 77 37 960. Dual-circuit pumps of this type are used in particular in motor vehicle construction. In general, both pumps are driven by a common motor, with the vane pump being used for hydraulic power steering, for example, and the piston pump being used for level control of the vehicle, for example.
In dem DE-GM 77 37 960 sind beide Pumpen in einem gemeinsamen Gehäuse aus Leichtmetall angeordnet. Nachteilig dabei ist jedoch, daß diese Pumpe damit bezüglich ihrer Konstruktion und damit ihrer Leistungscharakteristik festliegt.In the DE-GM 77 37 960, both pumps are arranged in a common housing made of light metal. The disadvantage of this, however, is that this pump is therefore fixed in terms of its construction and thus its performance characteristics.
Bekannt ist auch bereits aus der DE-AS 28 03 772 bei einer herkömmlichen Kolbenpumpe an dessen Gehäuse eine Flügelzellenpumpe anzuflanschen. Dadurch wird insbesondere bei der Serienfertigung in großen Stückzahlen für Kolbenpumpen eine kostengünstige Herstellung erreicht. Dabei endet die Antriebswelle für die Flügelzellenpumpe in einem Spezialdeckel der Flügelzellenpumpe. Über eine Kupplung ist die Eingangswelle mit einer gesonderten Kolbenpumpenwelle verbunden.It is also known from DE-AS 28 03 772 that a vane pump can be flanged onto the housing of a conventional piston pump. This makes it possible to manufacture piston pumps cost-effectively, particularly in large-scale series production. The drive shaft for the vane pump ends in a special cover of the vane pump. The input shaft is connected to a separate piston pump shaft via a coupling.
Zwar kann bei dieser Ausgestaltung eine Kolbenpumpe an eine Flügelzellenpumpe angeflanscht werden, aber zur Übertragung des Drehmomentes ist eine aufwendige Einrichtung zusammen mit einem besonderen Deckel als Zwischenteil erforderlich. Der Deckel ist dabei in die Innenbohrung der Flügelzellenpumpe eingeschoben. Although a piston pump can be flanged to a vane pump in this design, a complex device is required to transmit the torque, together with a special cover as an intermediate part. The cover is inserted into the inner bore of the vane pump.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zweikreispumpe der eingangs erwähnten Art zu schaffen, für die bei einfachem Aufbau Serienteile verwendet werden können und deren Einzelteile vielfach kombinierbar sind.The present invention is based on the object of creating a dual-circuit pump of the type mentioned at the outset, for which series parts can be used with a simple structure and whose individual parts can be combined in many ways.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale gelöst.According to the invention, this object is achieved by the features mentioned in the characterizing part of claim 1.
Durch den angegebenen baukastigen Aufbau können herkömmliche Kolbenpumpen und Flügelzellenpumpen auf einfache Weise auch für eine Zweikreispumpe verwendet werden. Hierzu ist lediglich der entsprechend geformte Zwischendeckel erforderlich.Due to the modular design, conventional piston pumps and vane pumps can also be easily used for a dual-circuit pump. All that is required is an appropriately shaped intermediate cover.
Einer der wesentlichen Vorteile dieser Erfindung liegt darin, daß damit eine sehr preisgünstige Serienfertigung möglich ist. Es müssen keine Spezialteile oder Spezialpumpen gefertigt und auf Lager gehalten werden. Wird eine Kolbenpumpe oder eine Flügelzellenpumpe für einen "Monobetrieb" gewünscht, so ist es lediglich erforderlich, statt dem erfindungsgemäßen Zwischendeckel den entsprechenden Abschlußdeckel aufzusetzen.One of the main advantages of this invention is that it enables very inexpensive series production. No special parts or special pumps need to be manufactured and kept in stock. If a piston pump or a vane pump is required for "mono operation", it is only necessary to put on the corresponding end cover instead of the intermediate cover according to the invention.
Der erfindungsgemäße Zwischendeckel übernimmt zum einen die Lagerung der Antriebswelle und zum anderen ist in ihm der Steuerspiegel für die Flügelzellenpumpe eingeformt. Aus diesem Grunde kann er auf einer Seite die für diesen Zweck vorgesehene Druckplatte ersetzen.The intermediate cover according to the invention, on the one hand, takes over the bearing of the drive shaft and, on the other hand, the control plate for the vane pump is molded into it. For this reason, on one side it can replace the pressure plate intended for this purpose.
Die beiden Pumpen fördern jedoch völlig unabhängig voneinander Hydraulikflüssigkeit. Es kann zwar eine gemeinsame Saugleitung wie auch eine gemeinsame Antriebswelle vorhanden sein, aber es liegen getrennte Druckauslaßleitungen vor. Dies stellt praktisch eine Parallelanordnung mit zwei getrennten Kreisen dar.However, the two pumps deliver hydraulic fluid completely independently of each other. There may be a common suction line and a common drive shaft, but there are separate pressure outlet lines. This is effectively a parallel arrangement with two separate circuits.
In der DE-AS 20 53 457 ist zwar eine Pumpenanordnung beschrieben, bei der eine Drehkolbenverdrängerpumpe und eine Radialkolbenpumpe hintereinander angeordnet sind, aber dabei liegt weder ein unabhängiger Betrieb vor, noch ergibt sich ein baukastenartiger Aufbau.Although DE-AS 20 53 457 describes a pump arrangement in which a rotary piston displacement pump and a radial piston pump are arranged one behind the other, this does not result in independent operation, nor does it result in a modular structure.
Vielmehr wirkt die Drehkolbenverdrängerpumpe als Ladepumpe für die nachgeschaltete Radialkolbenpumpe. Der Grund für diese Anordnung ist, daß die Drehkolbenverdrängerpumpe ein gutes Ansaugverhalten besitzt. Im Vergleich zu der nachgeschalteten Radialkolbenpumpe, welche wiederum als Vorteil hohe Drücke liefern kann, aber ein schlechtes Ansaugverhalten besitzt. Durch die Kombination dieser beiden Pumpen soll nun eine entsprechende Verbesserung erreicht werden. Es gibt jedoch nur eine Ansaugleitung und auch nur eine Druckausgangsleitung.Rather, the rotary piston displacement pump acts as a charging pump for the downstream radial piston pump. The reason for this arrangement is that the rotary piston displacement pump has good suction characteristics. In comparison to the downstream radial piston pump, which can deliver high pressures but has poor suction characteristics. The combination of these two pumps should now achieve a corresponding improvement. However, there is only one suction line and only one pressure outlet line.
Eine sehr vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die zweite Stirnseite des Zwischendeckels als Verteilerplatte für den Druckmittelzulauf zu der Kolbenpumpe und deren Kolben ausgebildet ist.A very advantageous development of the invention consists in that the second end face of the intermediate cover is designed as a distributor plate for the pressure medium supply to the piston pump and its piston.
Durch diese Maßnahme übernimmt der Zwischendeckel noch eine dritte Aufgabe und spart damit wiederum ein gesondertes Teil ein.This measure allows the intermediate cover to take on a third task, thus again saving a separate part.
Von Vorteil ist es dabei, wenn für beide Pumpen ein gemeinsamer Zulauf vorgesehen ist. Dadurch ist nur ein einziger Hydraulikanschluß erforderlich, womit eine Koteneinsparung eintritt.It is advantageous if a common inlet is provided for both pumps. This means that only a single hydraulic connection is required, which saves costs.
Hierzu kann vorgesehen sein, daß die Zulauföffnung im Bereich der Umfangswand der Flügelzellenpumpe angeordnet ist und in dem Zwischendeckel wenigstens eine axiale Durchgangsbohrung angeordnet ist, die auf einer Seite mit einer Zulauföffnung und auf der anderen Seite mit dem in die Stirnseite des Zwischendeckels eingeformten Verteilkanal in Verbindung steht.For this purpose, it can be provided that the inlet opening is arranged in the region of the peripheral wall of the vane pump and at least one axial through-bore is arranged in the intermediate cover, which is connected on one side to an inlet opening and on the other side to the distribution channel formed in the front side of the intermediate cover.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß zur Schmierung des Lagers für die Antriebswelle in dem Zwischendeckel und zur Leckölrückführung in dem Zwischendeckel ein oder mehrere im wesentlichen in radialer Richtung verlaufende Rücklaufbohrungen angeordnet sind, die mit dem Verteilkanal verbunden sind.In a further embodiment of the invention, it can be provided that one or more return bores running essentially in the radial direction are arranged in the intermediate cover for lubricating the bearing for the drive shaft and for returning leakage oil, which are connected to the distribution channel.
Durch diese Maßnahme dient das unvermeidliche Lecköl gleichzeitig auch zur Schmierung des Lagers für die Antriebswelle in dem Zwischendeckel.This measure ensures that the unavoidable oil leakage also serves to lubricate the bearing for the drive shaft in the intermediate cover.
Zur Erleichterung der Montage kann vorgesehen sein, daß der Zwischendeckel auf seiner der Kolbenpumpe zugewandten Stirnseite mit einem Zentrierring versehen ist. Auf diese Weise übernimmt der Zwischendeckel auch die Zentrierung der dahinter angeordneten Flügelzellenpumpezu der Kolbenpumpe.To facilitate assembly, the intermediate cover can be provided with a centering ring on the end face facing the piston pump. In this way, the intermediate cover also takes over the centering of the vane pump arranged behind it in relation to the piston pump.
Die Verbindung der beiden Gehäuse und des Zwischendeckels miteinander kann auf vielfältige Weise erfolgen. Hierzu können z. B. entsprechende Schraubverbindungen vorgesehen sein.The two housings and the intermediate cover can be connected to one another in a variety of ways. For example, appropriate screw connections can be provided for this purpose.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen prinzipmäßig beschrieben. Es zeigtAn embodiment of the invention is described in principle below with reference to the drawings. It shows
Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Zweikreispumpe, Fig. 1 is a longitudinal section through the dual-circuit pump according to the invention,
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1, Fig. 2 is a section along the line II-II of Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 1. Fig. 3 is a section along the line III-III of Fig. 1.
Kolbenpumpe 1 und Flügelzellenpumpe 2 sind von herkömmlichem Aufbau, weshalb nachfolgend nur auf die im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung relevanten Teile näher eingegangen wird.Piston pump 1 and vane pump 2 are of conventional design, which is why only the parts relevant to the present invention will be discussed in more detail below.
Die Kolbenpumpe ist in einem Kolbengehäuse 3 angeordnet, die auf einer Stirnseite eine Durchgangsbohrung zur Aufnahme einer Antriebswelle 4 aufweist, während die andere gegenüberliegende Stirnseite in Alleinstellung offen ist, bzw. keinen Deckel aufweist. Die Flügelzellenpumpe 2 ist in einem Flügelzellengehäuse 5 angeordnet, dessen eine Stirnseite ebenfalls (in Alleinstellung) offen ist.The piston pump is arranged in a piston housing 3 , which has a through hole on one end face for receiving a drive shaft 4 , while the other opposite end face is open on its own or has no cover. The vane cell pump 2 is arranged in a vane cell housing 5 , one end face of which is also open (on its own).
Zwischen den beiden einander zugekehrten Stirnseiten des Kolbenpumpengehäuse 3 und des Flügelzellenpumpengehäuses 5 ist ein Zwischendeckel 6 angeordnet. Der Zwischendeckel 6 ist mit einer zentralen Bohrung versehen, durch die die Antriebswelle 4 geführt ist. Die Antriebswelle 4 ist dabei in einem Lager 7 in dem Zwischendeckel 6 und am vorderen Ende in einem in dem Kolbenpumpengehäuse 3 angeordneten Lager 8 gelagert. Der Zwischendeckel 6 weist weiterhin einen zu der Kolbenpumpe 1 gerichteten Zentrierring 9 auf, durch den das Kolbenpumpengehäuse 3 und der Zwischendeckel zueinander zentriert werden. Auf dem durch die Zentralbohrung des Zwischendeckels 6 geführten hinteren Ende der Antriebswelle 4 ist ein Läufer 10 der Flügelzellenpumpe 2 über eine Keilverzahnung angeordnet. Flügel 11 der Flügelzellenpumpe sind zwischen dem Läufer 10 und einem Außenring 12 in üblicher Weise geführt.An intermediate cover 6 is arranged between the two mutually facing end faces of the piston pump housing 3 and the vane pump housing 5. The intermediate cover 6 is provided with a central bore through which the drive shaft 4 is guided. The drive shaft 4 is mounted in a bearing 7 in the intermediate cover 6 and at the front end in a bearing 8 arranged in the piston pump housing 3. The intermediate cover 6 also has a centering ring 9 directed towards the piston pump 1 , by means of which the piston pump housing 3 and the intermediate cover are centered relative to one another. A rotor 10 of the vane pump 2 is arranged via a spline on the rear end of the drive shaft 4 , which is guided through the central bore of the intermediate cover 6. Vanes 11 of the vane pump are guided between the rotor 10 and an outer ring 12 in the usual way.
In den Zwischendeckel 6 ist auf der der Flügelzellenpumpe 2 zugewandten Stirnseite 13 der Steuerspiegel für die Flügelzellenpumpe 2 eingeformt. Dieser Steuerspiegel weist in üblicher Weise Saugnieren 14 und Drucknieren 15 auf. Weiterhin sind zur Verbindung der Saugnieren 14 mit einem Zulauf 16 Umfangsnuten 17 in dem Zwischendeckel 6 vorgesehen. Der Zulauf 16 befindet sich in der Umfangswand der Flügelzellenpumpe 2 und dient sowohl zur Zuführung des Druckmittels zur Flügelzellenpumpe 2 als auch zur Kolbenpumpe 1. Hierzu ist in dem Flügelzellenpumpengehäuse 2 ein Ringkanal 18 vorgesehen und zur Versorgung der Kolbenpumpe 1 mit Druckmittel eine Bohrung 19 in dem Gehäuse der Flügelzellenpumpe und eine Durchgangsbohrung 20 in dem Zwischendeckel 6. In dem Längsschnitt in der Fig. 1 liegen der Zulauf 16 und die Bohrungen 19 und 20 in einer anderen Ebene, wodurch jedoch zur Vereinfachung als entsprechender Teilschnitt in der Fig. 1 eingefügt. Gleiches gilt auch für Auslaufventile 21 der Kolbenpumpe 1 vor einem Druckauslauf 22.The control surface for the vane pump 2 is formed into the intermediate cover 6 on the end face 13 facing the vane pump 2. This control surface has suction kidneys 14 and pressure kidneys 15 in the usual way. Furthermore, circumferential grooves 17 are provided in the intermediate cover 6 for connecting the suction kidneys 14 to an inlet 16. The inlet 16 is located in the peripheral wall of the vane pump 2 and serves to supply the pressure medium both to the vane pump 2 and to the piston pump 1. For this purpose, an annular channel 18 is provided in the vane pump housing 2 and, for supplying the piston pump 1 with pressure medium, a bore 19 in the housing of the vane pump and a through-bore 20 in the intermediate cover 6 . In the longitudinal section in Fig. 1, the inlet 16 and the bores 19 and 20 are in a different plane, which is why it is included as a corresponding partial section in Fig. 1 for the sake of simplicity. The same also applies to outlet valves 21 of the piston pump 1 in front of a pressure outlet 22 .
Eine Auslaufleitung 23 für die Flügelzellenpumpe 2 verläuft über Axialbohrungen 24 in einer hinteren Druckplatte 25. Zur Bildung einer geschlossenen Einheit und zur einfachen Montage sind Kolbenpumpengehäuse 1, Flügelzellengehäuse 2 und Zwischendeckel 6 in ihren Außendurchmessern einander angepaßt. Die Verbindung dieser drei Teile erfolgt über Schrauben (nicht dargestellt) durch entsprechende Axialbohrungen 26.An outlet line 23 for the vane cell pump 2 runs through axial bores 24 in a rear pressure plate 25. To form a closed unit and for easy assembly, the piston pump housing 1 , vane cell housing 2 and intermediate cover 6 are adapted to one another in their external diameters. These three parts are connected by screws (not shown) through corresponding axial bores 26 .
In der der Kolbenpumpe 1 zugewandten Stirnseite 27 des Zwischendeckels 6 sind die Druckmittelzulaufleitungen für die Kolbenpumpe angeordnet. Damit dient diese Stirnseite gleichzeitig als Verteilerplatte für die Kolbenpumpe 1. Die Durchgangsbohrung 20 mündet in einer Halbringnut 28, von der aus entsprechende Axialbohrungen 29 zu den jeweiligen Kolbenelementen 30 abzweigen. Die Halbringnut 28 stellt den Verteilkanal für das Druckmittel dar. In diese Halbringnut mündet oder münden ein oder mehrere Rücklaufbohrungen 31, welche in dem Zwischendeckel 6 angeordnet sind. Die Rücklaufbohrung 31 dient sowohl zur Schmierung des Lagers 7 als auch zur Leckölrückführung aus der Flügelzellenpumpe 2. Das Lager 8 wird über eine Verbindungsbohrung 32 geschmiert bzw. dient die Verbindungsbohrung 32 ebenfalls zur Rückleitung von Lecköl.The pressure medium supply lines for the piston pump are arranged in the front side 27 of the intermediate cover 6 facing the piston pump 1. This front side therefore also serves as a distributor plate for the piston pump 1. The through hole 20 opens into a half-ring groove 28 , from which corresponding axial holes 29 branch off to the respective piston elements 30. The half-ring groove 28 represents the distribution channel for the pressure medium. One or more return holes 31 , which are arranged in the intermediate cover 6 , open into this half-ring groove. The return hole 31 serves both to lubricate the bearing 7 and to return leakage oil from the vane pump 2. The bearing 8 is lubricated via a connecting hole 32 and the connecting hole 32 also serves to return leakage oil.
Ein Stromregelventil mit einem Stromregelkolben 33 herkömmlicher Bauart befindet sich in zentraler Lage hinter der hinteren Druckplatte 25. Mit dem Stromregelkolben 33 wird in bekannter Weise das von der Flügelzellenpumpe 2 geförderte Druckmittel geregelt.A flow control valve with a flow control piston 33 of conventional design is located in a central position behind the rear pressure plate 25. The flow control piston 33 regulates the pressure medium delivered by the vane pump 2 in a known manner.
Kolbenpumpe 1 und Flügelzellenpumpe 2 sind - wie ersichtlich - so ausgebildet, daß beide Teile baukastenartig verwendbar sind. So können bei Einhaltung bzw. Anpassung der Durchmesser beliebige Pumpentypen miteinander verbunden werden. Ebenso können die beiden Pumpen ohne Bauartänderung auch im Alleinbetrieb verwendet werden. In diesem Falle wird lediglich statt dem Zwischendeckel 6 ein Abschlußdeckel verwendet, wobei entsprechend auf der Innenseite bei Flügelzellenpumpen der Steuer- spiegel und bei Kolbenpumpen Zulauf, Verteilkanal und ggf. ein Lager für die Antriebswelle eingeformt sind.Piston pump 1 and vane pump 2 are - as can be seen - designed in such a way that both parts can be used in a modular manner. This means that any type of pump can be connected to one another, provided the diameters are maintained or adjusted. The two pumps can also be used alone without any design changes. In this case, an end cover is used instead of the intermediate cover 6 , with the control surface for vane pumps and the inlet, distribution channel and, if necessary, a bearing for the drive shaft being molded into the inside of the cover.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: ZF FRIEDRICHSHAFEN AG, 7990 FRIEDRICHSHAFEN, DE |
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| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |