Hydraulikpumpe, insbesondere für ein Servolenksystem Hydraulic pump, in particular for a power steering system
Die Erfindung betrifft eine Hydraulikpumpe, insbesondere für ein Servolenksystem.The invention relates to a hydraulic pump, in particular for a power steering system.
Die wesentlichen Bestandteile einer solchen Hydraulikpumpe sind die Pumpe als solche und der Antriebsmotor. Bei einer bekannten Hydraulikpumpe sind die Pumpe und der Antriebsmotor, die jeweils bereits ein eigenes Gehäuse aufweisen, in einemThe essential components of such a hydraulic pump are the pump as such and the drive motor. In a known hydraulic pump, the pump and the drive motor, each of which already has its own housing, are in one
Abdichrungsgehäuse verkapselt, das wiederum teilweise innerhalb eines Fluidtanks angeordnet ist.Sealing housing encapsulated, which in turn is partially arranged within a fluid tank.
Nachteilig bei dieser Bauweise sind der hohe Bauaufwand, die hohe Bauhöhe und die Schwierigkeiten, alle Teile mit der gewünschten Präzision zu montieren.Disadvantages of this design are the high construction costs, the high construction height and the difficulties in assembling all parts with the desired precision.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Hydraulikpumpe zu schaffen, die sich durch einen einfachen und kostengünstigen Aufbau auszeichnet.The object of the invention is to provide a hydraulic pump which is characterized by a simple and inexpensive construction.
Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß eine Hydraulikpumpe für ein Servolenksystem vorgesehen, mit einem Außengehäuse, einem Pumpengehäuse und einem Motorgehäuse, wobei das Außengehäuse als Vorratsbehälter für das zu pumpende Hydraulikfluid dient und wobei das Pumpengehäuse und das Motorgehäuse im Inneren des Außengehäuses angeordnet sind, so daß sie im Betrieb vom Hydraulikfluid umgeben sind. Dieser Aufbau beruht auf der Erkenntnis, daß das Abdichtungsgehäuse, das bisher verwendet wurde, nicht erforderlich ist. Auf diese Weise lassen sich Bauteile einsparen, verringern sich die Kühlungsprobleme für den Antriebsmotor der Pumpe und ergibt sich eine einfachere Montage. Die Einheit aus Pumpe und Antriebsmotor ist so kompakt, daß sie vollständig versenkt im
Hydraulikfluid angeordnet werden kann, so daß sich eine sehr geringe Bauhöhe ergibt.For this purpose, according to the invention, a hydraulic pump for a power steering system is provided, with an outer housing, a pump housing and a motor housing, the outer housing serving as a reservoir for the hydraulic fluid to be pumped and the pump housing and the motor housing being arranged inside the outer housing so that they are surrounded by hydraulic fluid during operation. This structure is based on the knowledge that the sealing housing that has been used so far is not required. In this way, components can be saved, the cooling problems for the drive motor of the pump are reduced and the assembly is easier. The unit consisting of pump and drive motor is so compact that it is completely sunk in Hydraulic fluid can be arranged so that there is a very low profile.
Vorzugsweise ist vorgesehen, daß im Motorgehäuse ein Innenläufer-Elektromotor angeordnet ist. Ein Innenläufer-Elektromotor ist sehr kompakt, was vorteilhaft ist.It is preferably provided that an internal rotor electric motor is arranged in the motor housing. An internal rotor electric motor is very compact, which is advantageous.
Vorzugsweise ist das Motorgehäuse an einer Montageplatte angebracht, die wiederum an dem Außengehäuse angebracht ist. Die Montageplatte kann vorteilhafterweise mehrere Funktionen vereinen, nämlich eine Kühlfunktion für den Antriebsmotor und eine Halte- und Kühlfunktion für die Ansteuerelektronik des Elektromotors. Auch kann die Montageplatte als Halterung für einen Stecker zum Anschließen der Ansteuerelektronik dienen.The motor housing is preferably attached to a mounting plate, which in turn is attached to the outer housing. The mounting plate can advantageously combine several functions, namely a cooling function for the drive motor and a holding and cooling function for the control electronics of the electric motor. The mounting plate can also serve as a holder for a plug for connecting the control electronics.
Vorzugsweise ist die Montageplatte ein Gußteil, insbesondere aus Metall. Dies ergibt eine gute Wärmeleitung und eine hohe Festigkeit.The mounting plate is preferably a cast part, in particular made of metal. This results in good heat conduction and high strength.
In der Montageplatte kann ein Einfüllstutzen angeordnet sein, der auf Höhe der Montageplatte einen ringabschnittsförmigen Querschnitt hat. Auf diese Weise ergibt sich ein großer Querschnitt für die Befüllung mit dem Hydraulikfluid bei gleichzeitig geringen Abmessungen in radialer Richtung.A filler neck can be arranged in the mounting plate, which has an annular cross-section at the level of the mounting plate. In this way, there is a large cross-section for filling with the hydraulic fluid with small dimensions in the radial direction.
Der Einfüllstutzen besteht zumindest teilweise aus einem transparenten Material, so daß ohne separates Schauglas immer der Füllstand des Außengehäuses kontrolliert werden kann.The filler neck consists at least partially of a transparent material so that the fill level of the outer housing can always be checked without a separate sight glass.
Um die Montage zu vereinfachen, kann zwischen der Montageplatte und demTo simplify assembly, you can between the mounting plate and the
Motorgehäuse eine Zentriergestaltung vorgesehen sein, beispielsweise eine umlaufende Zentriernut oder eine umlaufender Zentrierring. Gleiches gilt für die Montagefläche zwischen dem Motorgehäuse und dem Pumpengehäuse. Auf diese Weise werden Ausrichtungsfehler vermieden.
Vorzugsweise ist an der Montageplatte ein Druckanschluß gebildet, an den ein Druckschlauch angeschlossen ist, der einen Elastomeranteil aufweist. Die Elastizität des Druckschlauchs verringert Druckpulsationen im Hydraulikfluid.Motor housing a centering design may be provided, for example a circumferential centering groove or a circumferential centering ring. The same applies to the mounting surface between the motor housing and the pump housing. This prevents misalignment. A pressure connection is preferably formed on the mounting plate, to which a pressure hose is connected, which has an elastomer component. The elasticity of the pressure hose reduces pressure pulsations in the hydraulic fluid.
Es kann vorgesehen sein, den Druckanschluß durch eine Bohrung zu bilden, die durch spanende Bearbeitung erzeugt wurde. Auf diese Weise kann ein und dieselbe Montageplatte verwendet werden, die je nach Einbausituation an der entsprechenden Stelle gebohrt wird.It can be provided to form the pressure connection through a bore which was produced by machining. In this way, one and the same mounting plate can be used, which is drilled at the appropriate point depending on the installation situation.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß dasAccording to the preferred embodiment it is provided that the
Pumpengehäuse und das Motorgehäuse mit mehreren außenliegenden Befestigungslaschen versehen sind, so daß sie miteinander auf einem großen Radius verschraubt werden können. Dies erhöht die Steifigkeit und die Präzision derPump housing and the motor housing are provided with several external fastening tabs so that they can be screwed together over a large radius. This increases the rigidity and precision of the
Verbindung zwischen dem Pumpengehäuse und dem Motorgehäuse.Connection between the pump housing and the motor housing.
Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Pumpe einen Ansaugstutzen aufweist, der auf ihrer Unterseite angeordnet ist. Auf diese Weise wird das Hydraulikfluid so tief wie möglich im Außengehäuse angesaugt, was das Risiko verringert, bei extremen Betriebsbedingungen Luft anzusaugen.It is preferably provided that the pump has an intake port which is arranged on its underside. In this way, the hydraulic fluid is drawn in as deep as possible in the outer housing, which reduces the risk of sucking in air in extreme operating conditions.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß das Außengehäuse mehrere symmetrisch angeordnete Befestigungsaugen aufweist, so daß es in mehreren Ausrichtungen montiert werden kann. Dies ermöglicht es, die Hydraulikpumpe in mehreren Ausrichtungen im Fahrzeug zu montieren, ohne daß dieAccording to the preferred embodiment, it is provided that the outer housing has a plurality of symmetrically arranged fastening eyes, so that it can be mounted in several orientations. This makes it possible to mount the hydraulic pump in several orientations in the vehicle without the
Montageplatte geändert oder ein Adapter verwendet werden muß.Mounting plate changed or an adapter must be used.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist. In diesen zeigen:The invention is described below with reference to a preferred embodiment, which is illustrated in the accompanying drawings. In these show:
- Figur 1 eine schematische, teilgeschnittene Seitenansicht einer erfmdungs- gemäßen Hydraulikpumpe; und- Figure 1 is a schematic, partially sectioned side view of a hydraulic pump according to the invention; and
- Figur 2 die Hydraulikpumpe von Figur 1 in einer schematischen Draufsicht.
Die Hydraulikpumpe enthält ein Außengehäuse 10, das als Vorratsbehälter für ein Hydraulikfluid 12 dient. Im Inneren des Außengehäuses 10 sind ein Pumpengehäuse 14 und ein Motorgehäuse 16 angeordnet. Im Motorgehäuse 16 ist ein Innenläufer- Elektromotor angeordnet, der eine im Pumpengehäuse 14 angeordnete Hydraulikpumpe antreiben kann. Das Pumpengehäuse 14 und das Motorgehäuse 16 sind an ihren einander zugewandten Seiten jeweils mit mehreren außenliegenden Befestigungslaschen 18 versehen, durch die hindurch sich jeweils eine Schraube 20 erstreckt. Die Verwendung von außenliegenden Befestigungslaschen ermöglicht es, die Schrauben 20 auf einen möglichst großen Radius anzuordnen, so daß die Verschraubung eine hohe Stabilität aufweist. Zwischen dem Pumpengehäuse 14 und dem Motorgehäuse 16 ist ferner eine (nicht dargestellte) Zentriergestaltung vorgesehen, die beispielsweise aus einem umlaufenden Ring auf der Stirnseite des Pumpengehäuses 14 und einer umlaufenden, komplementären Nut auf der Stirnseite des Motorgehäuses 16 besteht. Dies gewährleistet, daß das Motorgehäuse und das Pumpengehäuse relativ zueinander ohne Ausrichtungsfehler sicher montiert werden.- Figure 2 shows the hydraulic pump of Figure 1 in a schematic plan view. The hydraulic pump contains an outer housing 10, which serves as a reservoir for a hydraulic fluid 12. A pump housing 14 and a motor housing 16 are arranged in the interior of the outer housing 10. An internal rotor electric motor is arranged in the motor housing 16 and can drive a hydraulic pump arranged in the pump housing 14. The pump housing 14 and the motor housing 16 are each provided on their mutually facing sides with a plurality of external fastening tabs 18, through which a screw 20 extends in each case. The use of external fastening tabs makes it possible to arrange the screws 20 on the largest possible radius, so that the screw connection has a high degree of stability. Between the pump housing 14 and the motor housing 16, a centering design (not shown) is also provided, which consists, for example, of a circumferential ring on the end face of the pump housing 14 and a circumferential, complementary groove on the end face of the motor housing 16. This ensures that the motor housing and the pump housing are securely mounted relative to each other without misalignment.
Das Motorgehäuse 16 ist an einer Montageplatte 22 angebracht, die ein Metall- Gußteil ist. Auch zwischen dem Motorgehäuse 16 und der Montageplatte 22 kann eine Zentriergestaltung verwendet werden. Die Montageplatte 22 ist ihrerseits am Außengehäuse 10 befestigt, so daß die aus dem Pumpengehäuse 14 und dem Motorgehäuse 16 bestehende Einheit fest im Inneren des Außengehäuses 10 angebracht ist. Die Montageplatte 22 dient außerdem zur Befestigung von Steckern 24, mittels denen der Elektromotor an eine Stromversorgung und eine Steuerschaltung angeschlossen werden kann. In der Montageplatte 22 ist ferner eine Ansteuerelektronik für den Elektromotor angeordnet, hier symbolisiert durch den Kasten "ECU". Da die Montageplatte 22 aus Metall besteht und somit eine gute Wärmeleitung hat, dient sie gleichzeitig als Kühlelement sowohl für die Ansteuerelektronik des Elektromotors als auch, durch Wärmeleitung vom Motorgehäuse 16, für den Elektromotor.
Zur Befüllung des Außengehäuses 10 ist an der Montageplatte 22 ein Einfüllstutzen 26 angebracht. Dieser besteht in seinem oberhalb der Montageplatte 22 liegenden Bereich aus einem transparenten Material, beispielsweise einem Kunststoffschlauch, so daß die Füllhöhe des Hydraulikfluids gut sichtbar ist. Im Bereich des Durchtritts durch die Montageplatte 22 hat der Einfüllstutzen einen ringabschnittsförmigen Querschnitt (siehe Figur 2), der bei vergleichsweise geringer Abmessung in radialer Richtung dennoch einen hohen Durchflußquerschnitt aufweist. Dies ermöglicht es, das Außengehäuse 10 bei der Erstbefüllung in sehr kurzer Zeit mit einem großen Volumen von Hydraulikfluid zu befüllen. Zwischen dem ringabschnittsfδrmigen Querschnitt des Einfüllstutzens 26 und dem aus einem Kunststoffschlauch bestehenden Abschnitt mit kreisförmigem Querschnitt ist ein trichterähnlicher Übergangsabschnitt vorgesehen.The motor housing 16 is attached to a mounting plate 22 which is a cast metal part. A centering design can also be used between the motor housing 16 and the mounting plate 22. The mounting plate 22 is in turn attached to the outer housing 10 so that the unit consisting of the pump housing 14 and the motor housing 16 is fixedly attached to the inside of the outer housing 10. The mounting plate 22 also serves to fasten plugs 24, by means of which the electric motor can be connected to a power supply and a control circuit. Control electronics for the electric motor are also arranged in the mounting plate 22, here symbolized by the "ECU" box. Since the mounting plate 22 is made of metal and thus has good heat conduction, it also serves as a cooling element both for the control electronics of the electric motor and, by heat conduction from the motor housing 16, for the electric motor. For filling the outer housing 10, a filler neck 26 is attached to the mounting plate 22. In its area above the mounting plate 22, this consists of a transparent material, for example a plastic hose, so that the filling level of the hydraulic fluid is clearly visible. In the area of the passage through the mounting plate 22, the filler neck has an annular section-shaped cross section (see FIG. 2), which nevertheless has a high flow cross section with a comparatively small dimension in the radial direction. This makes it possible to fill the outer housing 10 with a large volume of hydraulic fluid in a very short time when it is filled for the first time. A funnel-like transition section is provided between the cross section of the filler neck 26 in the form of a ring section and the section of circular cross section consisting of a plastic tube.
In der Montageplatte 22 ist ein Druckanschluß 28 vorgesehen, für den durch spanende Bearbeitung eine Bohrung in der Montageplatte 22 erzeugt wird. Der Druckanschluß 28 kann je nach Einbausituation der Hydraulikpumpe in ein Fahrzeug an einer jeweils vorteilhaften Stelle der Montageplatte 22 ausgebildet werden. Auf diese Weise kann eine einzige, standardisierte Montageplatte verwendet werden, bei der je nach Fahrzeugtyp der Druckanschluß an einer anderen Stelle gebohrt wird. An den Druckanschluß 28 schließt sich ein Druckschlauch 30 an, der einen Elastomeranteil enthält. Die auf diese Weise erzeugte Elastizität verringert Druckpulsationen im von der Pumpe bereitgestellten Hydraulikfluid.A pressure connection 28 is provided in the mounting plate 22, for which a bore is produced in the mounting plate 22 by machining. Depending on the installation situation of the hydraulic pump in a vehicle, the pressure connection 28 can be formed at an advantageous location on the mounting plate 22. In this way, a single, standardized mounting plate can be used, in which, depending on the vehicle type, the pressure connection is drilled elsewhere. A pressure hose 30, which contains an elastomer component, connects to the pressure connection 28. The elasticity generated in this way reduces pressure pulsations in the hydraulic fluid provided by the pump.
Im oberen Abschnitt des Außengehäuses 10 ist ein Rücklaufanschluß 32 angeordnet, mittels dem das rücklaufende Hydraulikfluid wieder dem Hydraulik- fluidvorrat zugeführt wird. Zum Ansaugen des Hydraulikfluids durch die Pumpe ist ein Ansaugstutzen 34 vorgesehen, der auf der Unterseite des Pumpengehäuses 14 angeordnet ist. Da der Ansaugstutzen 34 zum einen im Bereich des Bodens des Außengehäuses 10 angeordnet ist und zum anderen einen vergleichsweise großen Abstand zum Rücklaufanschluß 32 aufweist, ergibt sich ein beruhigtes Ansaugen der Pumpe.
Im oberen Bereich des Pumpengehäuses 14 ist eine Entlüftungsöffnung 36 angeordnet, die gewährleistet, daß eventuell angesaugte Luft das Pumpengehäuse schnell wieder verläßt.In the upper section of the outer housing 10, a return connection 32 is arranged, by means of which the returning hydraulic fluid is returned to the hydraulic fluid supply. For the suction of the hydraulic fluid through the pump, an intake port 34 is provided, which is arranged on the underside of the pump housing 14. Since the suction port 34 is arranged on the one hand in the region of the bottom of the outer housing 10 and on the other hand is at a comparatively large distance from the return connection 32, the pump is calmed down with ease. In the upper area of the pump housing 14 there is a ventilation opening 36 which ensures that any air that may be sucked in quickly leaves the pump housing again.
Die Montageplatte 22 ist mit vier außenliegenden Befestigungsaugen 38 versehen, die symmetrisch angeordnet sind. Auf diese Weise kann die Hydraulikpumpe in vier verschiedenen Ausrichtungen im Fahrzeug montiert werden, ohne daß hierfür konstruktive Änderungen vorgenommen werden müssen.The mounting plate 22 is provided with four external fastening eyes 38, which are arranged symmetrically. In this way, the hydraulic pump can be mounted in four different orientations in the vehicle without having to make any design changes.
Durch die beschriebene Konstruktion ergeben sich die folgenden Vorteile: Die Pumpe ist zusammen mit ihrem Antriebsmotor vollständig (mit Ausnahme der Seite der Montageplatte 22) von Hydraulikfluid umgeben. Dieses dient sowohl zur Kühlung als auch zur Geräuschdämpfung. Da das Hydraulikfluid das Innere des Außengehäuses 10 vollständig ausfüllt und bis in den Einfüllstutzen 26 hinein steht, ist bei allen Betriebslagen und Betriebszuständen zuverlässig gewährleistet, daß keine Luft angesaugt wird. Da der Motor zusammen mit dem Pumpengehäuse vollständig im Außengehäuse 10 angeordnet ist, ergibt sich eine sehr geringe Bauhöhe. Schließlich ergibt sich ein geringer Herstellungsaufwand, da die Hydraulikpumpe aus vergleichsweise wenigen Einzelteilen besteht. Dies ermöglicht es auch, auf komplizierte Kühl- und Dichtvorrichtungen zu verzichten.
The construction described has the following advantages: The pump, together with its drive motor, is completely surrounded by hydraulic fluid (with the exception of the side of the mounting plate 22). This serves both for cooling and for noise reduction. Since the hydraulic fluid completely fills the interior of the outer housing 10 and extends into the filler neck 26, it is reliably ensured in all operating positions and operating states that no air is sucked in. Since the motor together with the pump housing is arranged completely in the outer housing 10, the overall height is very low. Finally, there is little manufacturing effort, since the hydraulic pump consists of comparatively few individual parts. This also makes it possible to dispense with complicated cooling and sealing devices.