PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE102005002757A1 24.08.2006
Titel Servolenksystem-Hydraulikpumpe
Anmelder TRW Automotive GmbH, 73553 Alfdorf, DE
Erfinder Jordan, Martin, 40221 Düsseldorf, DE
Vertreter Prinz und Partner GbR, 80335 München
DE-Anmeldedatum 20.01.2005
DE-Aktenzeichen 102005002757
Offenlegungstag 24.08.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.08.2006
IPC-Hauptklasse B62D 5/06(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F04C 15/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Servolenksystem-Hydraulikpumpe (8) mit einem abzudichtenden Pumpenbauteil und einem ersten Pumpendeckel (10). Zwischen dem abzudichtenden Pumpenbauteil und dem ersten Pumpendeckel (10) ist ein flächiges Dichtelement vorgesehen.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Servolenksystem-Hydraulikpumpe mit einem abzudichtenden Pumpenbauteil und einem ersten Pumpendeckel.

Derartige Pumpen sind in der Regel Teil eines Motor-Pumpen-Aggregats für Servolenksysteme von Kraftfahrzeugen. Die DE 203 02 535 U zeigt eine gattungsgemäße Hydraulikpumpe für ein Servolenksystem, die als vorgefertigte Baueinheit in ein Motor-Pumpen-Aggregat eingesetzt werden kann. Die Pumpe umfaßt dabei ein Gehäuse, das an seinen Stirnseiten durch jeweils einen Pumpendeckel verschlossen ist. Die beiden Deckel sind durch wenigstens ein Halteteil gegeneinander verspannt, wodurch der Zusammenbau der Pumpe kostengünstig und unaufwendig möglich ist.

Die Abdichtung zwischen den Pumpendeckeln einerseits und dem Gehäuse bzw. den Einbauteilen des Gehäuses (z.B. den Lagerbrillen) andererseits erfolgt in der DE 203 02 535 U, wie üblich, durch Dichtringe. Die Dichtringe können dabei kreisrund, oval oder herzförmig sein und einen runden oder rechteckigen Querschnitt aufweisen. Unabhängig von ihrer Form oder ihrem Querschnitt liegen die genannten Dichtringe alle im wesentlichen linienförmig an den abzudichtenden Bauteilen an. Da es sich in der Regel um Elastomerdichtungen handelt, muß in einem der an die Dichtung anliegenden Bauteile eine präzise gearbeitete Nut vorhanden sein. Ferner muß die Nutoberfläche aufwendig bearbeitet werden, um die erwünschte Dichtwirkung sicherzustellen.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer möglichst einfachen und kostengünstigen Abdichtung zwischen zwei Bauteilen einer Servolenksystem-Hydraulikpumpe.

Bei einer Servolenksystem-Hydraulikpumpe mit einem abzudichtenden Pumpenbauteil und einem ersten Pumpendeckel ist zu diesem Zweck ein flächiges Dichtelement zwischen dem abzudichtenden Pumpenbauteil und dem ersten Pumpendeckel vorgesehen. Die aufwendige Bearbeitung des Pumpendeckels durch das präzise Einfräsen und Nachbearbeiten einer Nut für die im wesentlichen linienförmig abdichtende Ringdichtung entfällt. Der Pumpendeckel, bisher üblicherweise ein Aluminium-Druckgußteil, kann z.B. durch ein kostengünstiges Stanzteil aus Stahl ersetzt werden.

Das abzudichtende Pumpenbauteil kann eine Lagerbrille sein. Lagerbrillen grenzen insbesondere bei Außenzahnradpumpen an den Pumpendeckel an und liegen mittels dem flächigen Dichtelement geräuschgedämpft und abgedichtet am Pumpendeckel an.

Ferner ist es möglich, daß das abzudichtende Pumpenbauteil ein Gehäuse ist. Auch zwischen diesem Gehäuse der Pumpe und dem Pumpendeckel ist in der Regel eine dichte Verbindung erforderlich. Durch das vorhandene flächige Dichtelement ist dies besonders gut möglich.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das flächige Dichtelement eine Flachdichtung. Diese kann auf einfache An und Weise der Pumpendeckelform so angepaßt sein, daß alle angrenzenden Pumpenbauteile durch diese eine Flachdichtung mit dem Pumpendeckel dicht verbunden sind.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das flächige Dichtelement wenigstens teilweise aus Metall. Metallische Dichtungen können eine hohe Querpressung aufnehmen und erzielen trotz hoher Belastungen eine zuverlässige Dichtwirkung.

Darüber hinaus ist bei der erfindungsgemäßen Servolenksystem-Hydraulikpumpe bevorzugt ein zweiter Pumpendeckel mit einer Ringdichtung vorhanden, wobei die Ringdichtung zwischen dem zweiten Pumpendeckel und einem abzudichtenden Pumpenbauteil angeordnet ist. In einem solchen Fall können in einer Hydraulikpumpe die Vorteile beider Dichtungsarten ausgenutzt werden. Ringdichtungen sind im Rahmen dieser Erfindung so definiert, daß sie eine Fläche umschließen und diese im wesentlichen linienförmig abdichten. Die umschlossene Fläche muß nicht kreisförmig sein, sondern kann eine beliebige geometrische Form aufweisen. Üblicherweise sind die Ringdichtungen aus einem Elastomer hergestellt.

In dieser Ausführungsform ist es sinnvoll, daß die Ringdichtung des zweiten Pumpendeckels komplett den Ausgleich von Maßtoleranzen der Pumpenbauteile übernimmit. Aufgrund der üblichen Herstellungsmaterialien und der geringeren Pressung der Ringdichtung infolge der Führung in der Deckelnut ist diese für den Ausgleich des axialen Spiels besser geeignet als das flächige Dichtelement. Ein weiterer Vorteil ist, daß die Lagerbrillen ebenfalls flächig ausgeführt werden können, also ohne Dichtnut auskommen.

Ferner kann die Servolenksystem-Hydraulikpumpe ein Gehäuse aufweisen, wobei unter Betriebsdruck die druckbeaufschlagte Fläche der Pumpenbaueile, insbesondere der Lagerbrille, im Gehäuse auf der dem flächigen Dichtelement zugewandten Seite kleiner ist als auf der Seite, die der Ringdichtung zugewandt ist. Durch diese Maßnahme entsteht eine resultierende Kraft der Pumpenbauteile im Gehäuse auf das flächige Dichtelement. Damit ist sichergestellt, daß die abzudichtenden Pumpenbauteile immer am flächigen Dichtelement anliegen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. In diesen zeigen:

1 eine Explosionsansicht einer erfindungsgemäßen Servolenksystem-Hydraulikpumpe;

2 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Servolenksystem-Hydraulikpumpe aus 1;

3 eine Draufsicht auf die Flachdichtung aus 1; und

4 eine perspektivische Ansicht des ersten Pumpendeckels aus 1.

Die 1 stellt eine Servolenksystem-Hydraulikpumpe 8 dar, mit zwei abzudichtenden Pumpenbauteilen und einem ersten Pumpendeckel 10, wobei zwischen den abzudichtenden Pumpenbauteilen und dem ersten Pumpendeckel 10 ein flächiges Dichtelement vorgesehen ist. Die abzudichtenden Pumpenbauteile sind in diesem Beispiel ein Gehäuse 14 und eine erste Lagerbrille 16. Weiter umfaßt die Hydraulikpumpe 8 einen zweiten Pumpendeckel 20 mit einer Ringdichtung 22, wobei die Ringdichtung 22 zwischen dem zweiten Pumpendeckel 20 und einem abzudichtenden Pumpenbauteil angeordnet ist. Die abzudichtenden Bauteile sind hier eine zweite Lagerbrille 24 und wiederum das Gehäuse 14. Ferner ist auf der Oberseite des zweiten Pumpendeckels 20 ein Federring 26 dargestellt, der das axiale Spiel der Hydraulikpumpe 8 beim Einbau in ein Motor-Pumpen-Aggregat (nicht gezeigt) kompensiert. Da es sich in 1 um eine Außenzahnradpumpe handelt, befindet sich zwischen den Lagerbrillen 16, 24 das Pumpengetriebe, bestehend aus zwei kämmenden Zahnrädern 28. Die beiden Zahnräder 28 sind jeweils mit einer Welle verbunden, wobei deren Wellenzapfen in den Lagerbrillen 16, 24 gehalten sind. Eine Antriebswelle 30 erstreckt sich durch die erste Lagerbrille 16, die Flachdichtung 12 und den ersten Pumpendeckel 10. Die Antriebswelle 30 ragt somit aus dem Inneren der Pumpe heraus und kann von einem Motor (nicht gezeigt) angetrieben werden.

Das Gehäuse 14 weist an seiner Außenseite axiale Führungen für zwei Halteelemente 32 auf. Die Halteelemente 32 sind durch Öffnungen im ersten und zweiten Pumpendeckel 10, 20 geführt und halten die Hydraulikpumpe 8 zusammen.

Im zusammengebauten Zustand sind die Lagerbrillen und das Pumpengetriebe in eine axiale Öffnung des Gehäuses 14 eingeführt. Die axiale Öffnung des Gehäuses 14 ist auf der Ober- und Unterseite mit den Pumpendeckeln 10, 20 verschlossen.

Zwischen dem ersten Pumpendeckel 10 und dem Gehäuse 14 bzw. zwischen dem ersten Pumpendeckel 10 und der ersten Lagerbrille 16 ist die Flachdichtung 12 vorgesehen. Die Flachdichtung 12 ist vorzugsweise eine Platte aus Stahl, die auf beiden Seiten mit einem Elastomer beschichtet ist, kann aber auch aus einem Weichmetall hergestellt sein. Die Flachdichtung 12 erstreckt sich über nahezu die gesamte Fläche des ersten Pumpendeckels 10 und dichtet somit zwischen dem ersten Pumpendeckel 10 und dem Gehäuse 14 bzw. der ersten Lagerbrille 16 ab.

Der Pumpenantrieb, die Lagerbrillen 16, 24 und das Gehäuse 14 weisen aufgrund von Maßtoleranzen ein axiales Spiel auf. Dieses axiale Spiel muß von den vorhandenen Abdichtungen der Hydraulikpumpe 8 kompensiert werden, um einen sicheren Sitz der Pumpenbauteile sowie eine einwandfreie Funktion der Hydraulikpumpe 8 zu gewährleisten. Die Flachdichtung 12 ist zur Aufnahme dieses axialen Spiels nicht geeignet, da die metallische Schicht zu hart und die eventuell vorhandene elastische Schicht sehr dünn ist.

Aus diesem Grund ist im vorliegenden Beispiel aus 1 der zweite Pumpendeckel in bekannter Weise mit einer Nut zur Aufnahme der Ringdichtung 22 versehen. Diese Ringdichtung 22 besteht gewöhnlich aus einem Elastomer und kann das axiale Spiel komplett aufnehmen.

Für den Fall, daß die Fertigungstechnik eine höhere Maßgenauigkeit der Pumpenbauteile erreicht und das axiale Spiel im wesentlichen wegfällt, ist es selbstverständlich möglich und vorteilhaft, auch den zweiten Pumpendeckel 20 als einfaches Stanzteil auszubilden und die Ringdichtung 22 durch eine Flachdichtung 12 zu ersetzen.

2 zeigt einen Axialschnitt durch beide Wellenachsen der zusammengebauten Hydraulikpumpe aus 1. Da das axiale Spiel der Pumpenbauteile nicht von der Flachdichtung 12 ausgeglichen werden kann, müssen die Lagerbrillen 16, 24 mitsamt dem Pumpenantrieb durch eine Kraft F auf die Flachdichtung gedrückt werden, um ein „Abheben" der ersten Lagerbrille 16 von der Flachdichtung 12 zu verhindern. Diese erforderliche Kraft F ist in der 2 durch einen Pfeil dargestellt.

Die Kraft F entsteht als die resultierende Kraft aus einem Unterschied der stirnseitig druckbeaufschlagten Flächen der Pumpenbauteile im Gehäuse 14, insbesondere der Lagerbrille. Diese Flächendifferenz ist in 3 veranschaulicht. Es ist dort in der Draufsicht die Flachdichtung 12 zu sehen, und die Lage der Ringdichtung ist schwarz hervorgehoben. Die zweite Lagerbrille 24 ist im Bereich der Ringdichtung 22 auf der schraffierten Fläche mit dem Betriebsdruck der Pumpe beaufschlagt, wohingegen die erste Lagerbrille 16 in diesem Bereich nicht mit Druck beaufschlagt, sondern von der Flachdichtung 12 abgedichtet ist. Somit ist unter Betriebsdruck die druckbeaufschlagte Fläche der Pumpenbauteile im Gehäuse 14 auf der Seite, die dem flächigen Dichtelement zugewandt ist, kleiner als auf der Seite, die der Ringdichtung 22 zugewandt ist. Aus diesem druckbeaufschlagten Flächenunterschied resultiert die vertikale Kraft F auf die Flachdichtung 12.

Die 4 zeigt den ersten Pumpendeckel 10 im Detail. Dieser erste Pumpendeckel ist in der Regel aus Stahl und kann als einfaches Stanzteil hergestellt werden. Hierdurch entsteht im Vergleich zu den herkömmlichen Pumpendeckeln, z.B. aus Aluminiumdruckguß mit einer Nut und einer aufwendigen Nachbearbeitung der Nut, ein erheblicher Kostenvorteil.


Anspruch[de]
  1. Servolenksystem-Hydraulikpumpe (8) mit einem abzudichtenden Pumpenbauteil und einem ersten Pumpendeckel (10), dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem abzudichtenden Pumpenbauteil und dem ersten Pumpendeckel (10) ein flächiges Dichtelement vorgesehen ist.
  2. Servolenksystem-Hydraulikpumpe (8) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das abzudichtende Pumpenbauteil eine Lagerbrille (16, 24) ist.
  3. Servolenksystem-Hydraulikpumpe (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das abzudichtende Pumpenbauteil ein Gehäuse (14) ist.
  4. Servolenksystem-Hydraulikpumpe (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das flächige Dichtelement eine Flachdichtung (12) ist.
  5. Servolenksystem-Hydraulikpumpe (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das flächige Dichtelement wenigstens teilweise aus Metall ist.
  6. Servolenksystem-Hydraulikpumpe (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Pumpendeckel (20) mit einer Ringdichtung (22) vorhanden ist, wobei die Ringdichtung (22) zwischen dem zweiten Pumpendeckel (20) und einem abzudichtenden Pumpenbauteil angeordnet ist.
  7. Servolenksystem-Hydraulikpumpe (8) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß vorhandene Maßtoleranzen zwischen den Pumpenbauteilen durch die Ringdichtung (22) des zweiten Pumpendeckels (20) ausgeglichen werden.
  8. Servolenksystem-Hydraulikpumpe (8) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Servolenksystem-Hydraulikpumpe (8) ein Gehäuse (14) aufweist, wobei unter Betriebsdruck die druckbeaufschlagte Fläche der Pumpenbauteile im Gehäuse (14) auf der dem flächigen Dichtelement zugewandten Seite kleiner ist, als auf der Seite, die der Ringdichtung (22) zugewandt ist.
  9. Servolenksystem-Hydraulikpumpe (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Pumpendeckel (10) als flaches Stanzteil ausgebildet ist.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com