WO2002010592A1

WO2002010592A1 - Pumpe mit stromregelventileinrichtung und injektoreinrichtung

Info

Publication number: WO2002010592A1
Application number: PCT/DE2001/002722
Authority: WO
Inventors: Waldemar Hebisch; Van Doan Nguyen
Original assignee: LuK Fahrzeug Hydraulik GmbH and Co KG
Current assignee: LuK Fahrzeug Hydraulik GmbH and Co KG
Priority date: 2000-08-01
Filing date: 2001-07-16
Publication date: 2002-02-07
Anticipated expiration: 2003-02-01
Also published as: AU2001285682A1; DE10193065D2; DE10134474A1; US20030118458A1; ITMI20011676A0; US6775975B2; FR2813350A1; FR2813350B1; ITMI20011676A1

Abstract

Pumpe, wie Lenkhelfpumpe, mit einer Stromregelventileinrichtung und einer Injektoreinrichtung, bei welcher der/die vom Stromregelventil abströmenden Fluidstrahl(en) in die Pumpe zurücklaufendes Fluid aus einem Saugrohranschluss oder einer Tankeinrichtung mitreissen, zur Versorgung eines Lenkhilfesystems und eines zusätzlichen Verbrauchers im Kraftfahrzeug, wie eines Hydromotors für einen Lüfterantrieb.

Description

PUMPE MIT STROMREGELVENTILEINRICHTUNG UND INJEKTOREINRICHTUNG

Die Erfindung betrifft eine Pumpe, wie Leπkhilfpumpe, mit einer Stromregelventileinrichtung und einer Injektoreinrichtung, bei welcher der / die vom Stromregelventil abströmenden Fluidstrahl(en) in die Pumpe zurücklaufendes Fluid aus einem Saugrohranschluß oder einer Tankeinrichtung mitreißen, zur Versorgung eines Lenkhilfesystems und eines zusätzlichen Verbrauchers im Kraftfahrzeug, wie zum Beispiel eines Hydromotors für einen Lüfterantrieb. Derartige Pumpen sind bekannt. So ist zum Beispiel eine Version einer Lenkhilfpumpe bekannt, deren Fluidvolumenstrom zusätzlich zur Versorgung eines Hydromotors für einen Kraftfahrzeuglüfter herangezogen wird, bei welchem das aus dem Hydromotor zurücklaufende Fluid über eine zweite Injektoreinrichtung in den Tank eingeleitet wird, kurz bevor dieser Tank eine Verbindung zum Stromregelventilinjektor in der Pumpe hat. Diese Pumpe besitzt also zwei Injektoren, die in unmittelbarer Nähe zueinander angeordnet sind. Es hat sich herausgestellt, dass die Fluidstrahlen dieser Doppelinjektoranordnung bei hohen Drehzahlen, das bedeutet bei hohen Volumenströmen, sich gegenseitig beeinflussen können, so dass der Aufladeeffekt im Ansaugbereich gestört wird und Kavitation und die damit verbundenen Geräusche auftreten können.

Aufgabe der Er indung ist es daher, eine Pumpe zur Versorgung einer Lenkhilfeeinrichtung und eines zweiten Verbrauchers, wie zum Beispiel . eines Hydrolüftermotors, so zu gestalten, dass diese Probleme in weiten Betriebsbereichen nicht auftreten. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Pumpe, wie Lenkhilfpumpe, mit einer Stromregelventileinrichtung und einer Injektoreinrichtung, bei welcher der/die vom Strom regelventil abströmende(n) Fluidstrahl(en) in die Pumpe zurücklaufendes Fluid aus einem Saugrohranschluß oder einer Tankeinrichtung mitreißen, zur Versorgung eines Lenkhilfesystems und eines zusätzlichen Verbrauchers im Kraftfahrzeug, wie eines Hydromotors für einen Lüfterantrieb, bei der in dem Ansaugbereich der Rotationsgruppe innerhalb der Pumpe zusätzlich zum Injektor - Abströmkanal mindestens ein separater Rücklauf angeordnet ist, durch den mindestens ein Teil des vom zusätzlichen

Verbraucher abströmenden Fluids dem Ansaugbereich der Rotationsgruppe zugeführt wird.

Eine erfindungsgemäße Pumpe hat zum Injektorabströmkanal zusätzlich zwei separate Rückläufe zum Ansaugraum. Weiterhin wird eine Pumpe bevorzugt, bei der der Rücklaufstrom oder die Rücklaufströme und der Injektorstrom unabhängig voneinander getrennt in den Ansaugbereich der Rotationsgruppe eingeleitet werden. Erfindungsgemäß sollen die Rücklaufströme den Injektorstrom nicht beeinflussen.

Bevorzugt wird weiterhin eine Pumpe, bei welcher die Einmündungen der Rückläufe symmetrisch zur Einmündung des Injektorabströmkanals im Ansäugbereich angeordnet sind, insbesondere seitlich rechts und links vom Injektorabströmkanal in Relation zur Drehachse der Rotationsgruppe.

Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Figuren 1 bis 4 näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 einen Hydraulikschaltplan

Figur 2 eine Ansicht des Ansaugbereiches

Figur 3a, b eine Außenansicht der Pumpe

Figur 4a, b eine Außenansicht einer weiteren Pumpe Figur 4c eine Ansicht eines weiteren Ausgangsbereiches

Figur 1 zeigt schematisch den Hydraulikschaltplan einer derartigen Pumpe zur Versorgung eines Lüfterkreislaufes und einer Lenkhilfe. Eine Pumpe 1 , die zum Beispiel über einen Riementrieb von einem Verbrennungsmotor 2 angetrieben wird, erzeugt in Abhängigkeit von der Verbrennungsmotordrehzahl einen mehr oder minder großen

Volumenstrom. Dieser Volumenstrom wird zunächst innerhalb der Pumpe zu einem Stromregelventil 3 geleitet. Das Stromregelventil 3 ist so eingestellt, dass es ab einem bestimmten Volumenstrom, zum Beispiel bei 33 l/min., den drehzahlabhängigen zusätzlich anfallenden Volumenstrom über eine kurze Rücklaufleitung 4 und eine Injektoreinrichtung 5 dem Ansaugraum 6 der Pumpe wieder zuführt. In die Injektoreinrichtung 5 mündet auch ein Rücklauf 7, der mit einem Tank 8 entweder direkt an der Pumpe oder über einen Saugrohranschluß und einen Schlauch oder eine Rohrleitung verbunden ist.

Der zur Versorgung sowohl des Hydrolüfters als auch der Lenkung vorgesehene

Volumenstrom wird über eine Leitung 9 einem Ventil 10 zugeführt, das für die Regelung des Lüfters zuständig ist. Dieses Lüfterventil 10 wird entsprechend einem hier nicht dargestellten Lüfterregelkreis angesteuert, so dass über eine Leitung 11 , die zum Hydraulikmotor 12 mit dem daran angeschlossenen Lüfterrad 13 führt, der für den Lüfter benötigte Volumenstrom eingestellt wird. Von dem Hydraulikmotor 12 führt wiederum eine Rücklaufleitung 14 zu einem Leitungsknotenpunkt 15, in den eine Bypassleitung 16 vom Lüfterventil 10 einmündet. Das Lüfterventil 10 wird nun zum Beispiel mit einem Elektromagneten so angesteuert, dass je nach Bedarf des Hydraulikmotors 12 ein mehr oder weniger großer Volumenstrom über die Leitung 11 zugeführt wird. Der überschüssige Volumenstrom, der von dem Stromregelventil 3 dem Lüfterventil 10 zugeführt wird und nicht für den Hydraulikmotor 12 benötigt wird, wird über die Leitung 16 als Bypass am Lüftermotor 12 vorbeigeführt.

Der Lüftermotorstrom und der Bypassstrom vereinigen sich wieder im Knotenpunkt 15 und werden über eine gemeinsame Leitung 17 einem weiteren Stromregelventil 18 zugeführt, das den für die Servolenkung 19 benötigten Volumenstrom begrenzt. Das Stromregelventil 18 lässt dem Lenkhilfesystem 19 über die Leitung 20 nur einen begrenzten Volumenstrom von zum Beispiel 10 l/min. zufließen, während der aus dem Knotenpunkt 15 abfließende Restvolumenstrom über die Leitung 21 entsprechenden Rückläufen 22 und 23 in dem Ansaugbereich der Pumpe zugeführt wird, wobei die Rückläufe 22 und 23 getrennt von dem Injektor 5 in den Ansaugbereich der Pumpe münden. Das aus dem Lenkhilfesystem 19 abfließende Fluid wird über die Leitung 24 in den Tank 8 geführt, aus dem es über die Leitung 7 durch die Injektoreinrichtung 5 dem Ansaugbereich 6 der Pumpe zugeführt wird. Für die Erfindung wichtig ist, dass die Einmündung des Injektors 5 in den Ansaugbereich der Pumpe 6 und die Einmündungen 22 und 23 für das überschüssige Lüftermotorfluid getrennt voneinander in den Ansaugbereich eingeführt werden, so dass sich die abströmenden Fiuidstrahlen des Injektors 5 und der Rücklaufleitungen 22 und 23 nicht beeinflussen. Vorzugsweise werden die Abströmleitungseinmündungen der Leitungen 22 und 23 symmetrisch um den mitten in den Ansaugbereich einmündenden Injektorkanal 5 angeordnet, gegebenenfalls direkt im Bereich der Saugnieren. Figur 2 stellt eine Ansicht in den Ansaugbereich einer geöffneten Pumpe dar. In einem Pumpengehäuse 30 ist eine Druckplatte 31 angeordnet; die anderen Teile der Rotationsgruppe, wie zum Beispiel ein Hubring, ein Rotor und entsprechende Flügel, wie es bei einer Flügelzellenpumpe üblich ist, sind hier entfernt worden, um, den Ansaugbereich mit der Druckplatte klarer darzustellen. Der Ansaugbereich 32 erstreckt sich oben im Gehäuse bogenförmig zwischen Gehäuse und Druckplatte bis zu zwei sogenannten Saugnieren 33, über die das angesaugte Öl in die Rotationsgruppe einströmen kann. Zentral oben im Ansaugbereich 32 ist die Einmündung eines Injektorkanals 34 zu erkennen, der schräg oben von einem hier nicht dargestellten Ventil aus einer Ventilbohrung 35 abgeleitet wird. Die Ventilbohrung 35 enthält das schematisch in Figur 1 als Stromregelventil 3 dargestellte Ventil. Das Ventil ist also in einem Gehäuseteil 36, der in das Pumpengehäuse 30 integriert ist, angeordnet. Der zur Versorgung dienende Fluidstrom für den Hydrolüfter und für die Servolenkung tritt an einem Druckausgang 37 aus der Pumpe aus, an welchen die schematisch dargestellte Leitung 9 aus Figur 1 angeschlossen wird. Der interne Rücklauf in der Pumpe von Stromregelventil 3 (Figur 1), Rücklauf 4 und Injektor 5 münden in die hier in Figur 2 dargestellte Injektorzuführung 34. Der zusätzliche Rücklauf des überschüssigen Lüfterfluids, das nicht in die Servolenkung fließt, wird über eine Verzweigung einer Rücklaufleitung 40 symmetrisch aufgeteilt und dann über zwei Leitungen den Einmündungen 38 und 39 im Ansaugbereich der Rotationsgruppe zugeführt, so dass diese zugeführten Fluidströme sich symmetrisch um die Injektorleitung 34 anordnen, ohne den aus dieser Injektorleitung einströmenden Fluidstrom zu beeinträchtigen. Das aus dem Lenksystem 19 (Figur 1) in den Tank 8 zurückgeführte Öl, welches über die Leitung 7 dem Injektor zugeführt wird, wird hier in der Darstellung von Figur 2 über den Sauganschluß 41 dem Injektorsystem zugeführt. Diese Anordnung der Rücklaufleitung und der Injektorleitung ermöglicht es, auf einfache Weise eine konventionelle Lenkhilfpumpe mit internem Stromregelventil so zu modifizieren, dass sowohl die Versorgung des Hydrolüfters als auch der Lenkhilfe in höheren Drehzahlbereichen problemlos möglich ist. Figur 3 zeigt die erfindungsgemäße Pumpe mit geschlossenem Gehäuse in einer Aufsicht und einer Seitenansicht. In Figur 3a ist das Pumpengehäuse .30 zu erkennen, welches jetzt durch einen Deckel 50 geschlossen ist. Der Rücklauf 40 aus dem Lüfter, durch den das überschüssige Lüfterfluid, welches nicht für die Servolenkung benötigt wird, zugeleitet wird, verzweigt sich hier in die beiden Zuleitungen 38 und 39, die oben im Gehäuse in den Saugbereich der Pumpe einmünden. Das Ventilgehäuse 36 wird durch den Druckanschluß 51 , zu dem die Druckleitung zum Lüfter- und Lenksystem führt, verschlossen. Ein Saugrohr 42, welches mit dem Tank der Servolenkung verbunden ist, führt in den Bereich des Injektors und wird dort von dem Fluidstrahl des Stromregelventils mitgerissen und in den Ansaugbereich der Rotationsgruppe geführt. In Figur 3b ist eine Antriebswelle 43 mit einem Antriebsflansch zu sehen, die innerhalb des Pumpengehäuses die Rotationsgruppe, wie zum Beispiel eine Flügelzellenrotationsgruppe, antreibt. Das Gehäuse 30 ist durch den Deckel 50 mittels Schrauben 44 verschlossen.

Bei dieser erfindungsgemäßen Anordnung der Rücklaufleitungen ist auch kein zusätzlicher Injektor für den zusätzlichen Fluidstrom aus dem Hydrolüftermotor notwendig, es genügt die Injektorfunktion des Stromregelventils. Der Rücklauf aus dem Hydromotor 38, 39 in Figur 2 bzw. 22, 23 in Figur 1 wird ohne Injektorgestaltung in den Ansaugbereich 32 bzw. 6 geführt und sorgt in Verbindung mit dem zusätzlichen Fluidstrom aus dem Injektor 5 für einen kavitationsfreien Ansaugbetrieb dieser Mehrzweckpumpe. Die Erfindung hat den Vorteil, dass sowohl die Rückführung einer hohen Menge innerhalb der Pumpe mit Aufladefunktion des Injektors 5 über das Stromregelventil 3 als auch die Rückführung einer hohen Fördermenge des Hydromotors 12in die Servopumpe 1 ohne zusätzlichen Injektor möglich ist. Der Injektor 5 der

Lenkhilfpumpe 1 bleibt unverändert, so dass hier keine baulichen Maßnahmen im Injektorbereich notwendig sind, die zu einer neuen Abstimmung des Injektors 5 führen müßten. Es sind damit auch weiterhin auf einfache Weise diverse Kennlinien dieses Stromregelventils 3 realisierbar, weil Einflüsse aus dem Hydromotorrücklauf sich hierauf nicht auswirken. Es ist kein zusätzlicher Injektor im Tank oder im Saugrohr für die

Rückführung des Hydromotorfluids notwendig, und diese Anordnung ist bei der erfindungsgemäßen Pumpe im Gegensatz zu einer Doppelinjektoranordnung auch für hohe Drehzahlen bei beliebigen Volumenstromkennlinien funktionsfähig, sowohl bei niedrigen Drücken als auch bei hohen Drücken. Die Anbindung des Lenkhilferücklaufs 41 bleibt erhalten, sowohl eine externe Tankanbringung als auch eine direkte Tankanbringung auf der Pumpe bleibt wie gewohnt weiterhin möglich. Der Vorteil dieser

Rücklaufanordnung für einen zweiten Verbraucher ist selbstverständlich auch für andere

Zusatzverbraucher, nicht nur für einen Hydromotor eines Lüfteräntriebs, verwendbar.

Wichtig ist nur, dass eine auf der standardmäßigen Servolenkungspumpe basierende

Pumpe mit im wesentlichen gleichen Abmessungen und gleichen Anschlußmaßen sowie gleichen Innenteilen für diesen Zusatzverbraucher eingesetzt werden kann, ohne dass sich die rücklaufenden Ölströme zur Aufladung der Pumpe negativ beeinflussen.

Die Darstellungen in Figur 4 zeigen eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform der Pumpe, die sich durch eine einzelne ungegabelte Rücklaufleitung 40 vom zweiten Verbraucher, wie dem Hydrolüfter 12, auszeichnet.

Figur 4a entspricht im wesentlichen der Darstellung einer Pumpe in Figur 3a bis auf die Rücklaufleitung 40. Das gleiche gilt für Figur 4b analog zu Figur 3b. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen und sollen hier nicht noch einmal beschrieben werden. Wichtig für die Erfindung ist die Darstellung in Figur 4c, die zeigt, dass die Einmündung 34 des Injektorkanals des Injektors 5 in den Ansaugbereich 32 der Pumpe und die Einmündung 101 des Rücklaufkanals 100, an den sich die Rücklaufleitung 40 des zweiten Verbrauchers anschließt, unabhängig voneinander in den Ansaugbereich 32 der Pumpe einmünden. Dadurch wird vermieden, dass der sich im Injektor 5 ausbildende Injektorstrahl vom Rücklaufölstrom aus dem Kanal 100 gestört wird. Somit ist auch mit einer einzelnen Rücklaufleitung 40 für den zweiten Verbraucher eine erfindungsgemäße Pumpe darstellbar.

Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvorschläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder den Zeichnungen offenbarte Merkmalskombinationen zu beanspruchen.

In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.

Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Teilungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindungen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung auf- weisen.

Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Ge- genstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims

Patentansprüche

1. Pumpe, wie Lenkhelfpumpe, mit einer Stromregelventileinrichtung und einer Injektoreinrichtung, bei welcher der/die vom Stromregelventil abströmende(n) Fluidstrahl(en) in die Pumpe zurücklaufendes Fluid aus einem Saugrohranschluß oder einer Tarikein- richtung mitreißen, zur Versorgung eines Lenkhilfesystems lind eines zusätzlichen Verbrauchers im Kraftfahrzeug, wie eines Hydromotors für einen Lüfterantrieb, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ansaugbereich der Rotationsgruppe innerhalb der Pumpe zusätzlich zum Injektor-Abströmkanal mindestens ein separater Rücklauf an- geordnet ist, durch den mindestens ein Teil des vom zusätzlichen Verbraucher abströmenden Fluids dem Ansaugbereich der Rotationsgruppe zugeführt wird.

2. Pumpe, insbesondere nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zum Injektor-Abströmkanal zwei separate Rückläufe angeordnet sind.

3. Pumpe, insbesondere nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der/die RücklaufstronV-ströme und der Injektorstrom unabhängig voneinander getrennt in den Ansaugbereich der Rotationsgruppe eingeleitet werden.

4. Pumpe, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rücklaufströme den Injektorstrom nicht beeinflussen.

5. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einmündungen der Rückläufe symmetrisch zur Einmündung des Injektorabströmkanals im Ansaugbereich angeordnet sind, insbesondere seitlich rechts und links vom Injektorabströmkanal in Relation zur Drehachse der Rotationsgruppe angeordnet sind.

6. Pumpe, wie Lenkhelfpumpe, mit einer Stromregelventileinrichtung und einer Injekto- reinrichtung, bei welcher der/die vom Stromregelventil abströmende(n) Fluidstrahl(en) in die Pumpe zurücklaufendes Fluid aus einem Saugrohranschluß oder einer Tankein- richtung mitreißen, zur Versorgung eines Lenkhilfesystems und eines zusätzlichen Verbrauchers im Kraftfahrzeug, wie eines Hydromotors für einen Lüfterantrieb, gekennzeichnet durch mindestens ein in den Anmeldeunterlagen offenbartes erfinderisches Merkmal.