AT394892B - Radialkolbenpumpe - Google Patents

Description

AT 394 892 B

Die Erfindung bezieht sich auf eine Radialkolbenpumpe mit einer Vielzahl von radial angeordneten Zylindeikolbenanordnungen mit Saug- und Druckventil»!, deren Kolben von einer Exzenterscheibe gesteuert ist, die gegenüber einem die Zylinder haltenden Gehäuse exzentrisch umläuft.

Bei derartigen bekannten Pumpen besteht das Problem der Regelbadreit der Fördermenge. Um dieses Problem zu lösen werden meist mechanische Regeleinrichtungen vorgesehen, die im wesentlichen darin bestehen, die Exzentrizität der Exzenterscheibe zu variier»!, um dadurch den Hub der Kolben zu verändern. Derartige Einrichtungen weisen einen sehr komplizierten Aufbau auf.

Dabei ergibt sich auch noch das Problem, daß die Ansteuerung einer solchen Radialkolbenpumpe meist digital erfolgt, diese Pumpen aber ein analoges Verhalten aufweisen. Es ist daher notwendig, die bestimmten Teillasten zugeardnete Stellung der Regeleinrichtung zu »fassen und möglichst genau zu reproduzieren, wobei jedoch das Problem besteht, daß sich die bestimmten Teilfördermengen entsprechenden Stellungen der Regeleinrichtung mit dem Förderdruck ändern. Ein weiteres Problem besteht auch darin, daß für viele Anwendungen solch» Radialkolbenpumpen eine sehr feine Abstufung d» Teilfördermengen von z. B. in der Größe von 2 bis 3 % d» maximalen Fördermenge erforderlich ist Daraus ergibt sich ein weiteres Problem, da die meisten Regeleinrichtungen ein»i Verstellweg in d» Größenordnung von ca. 15 mm aufweis»! und sich daher bei einer Abstufung der Fördermenge in Stufen von ca. 2 % d» maximalen Fördermenge Abstufungen des Verstellweges von näh»ungsweise 03 mm »geben, die entsprechend abgetastet werden müssen, wodurch sich ein entsprechend groß» Aufwand »gibt.

Ziel der Erfindung ist es, eine Radialkolbenpumpe der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, die sich durch einen einfachen Aufbau auszeichn» und sich für eine direkte digitale Ansteuerung zur Regelung der Förderm»ige eignet

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß d» Raum zwischen den Stirnseiten der Zylinder und den zugehörigen Kolben über ein einzeln ansteuerbares Ventil mit einer Druckleitung der Pumpe v»bindbar ist wobei die Kolben d» Pumpe vorzugsweise unterschiedliche Durchmesser auf weisen.

Auf diese Weise ist es möglich das Fördervolumen der Pumpe durch Öffnen und Schließen der einzeln ansteuerbaren Ventile zu regeln. Bei ein» Pumpe, deren Zylinder, bzw. Kolben bei gleichem Hub verschiedene Durchmess» aufweisen, lassen sich z. B. bei sieben verschiedenen Zylindern (48) verschiedene Stufen erreichen, wodurch sich Abstufungen der Fördermenge in der Größe von ca. 2 % »geben. Dabei erübrigen sich aufwendige Stellungsüberwachungen, wie sie bei den herkömmlichen Radialkolbenpumpen mit mechanischen, die Exzentrizität der die Kolben steuernden Exzenterscheibe beeinflussenden Regeleinrichtungen erforderlich sind, wodurch sich die Ansteuerung der Radialkolbenpumpe wesentlich vereinfacht

Durch die im Falle der Öffnung des einzeln ansteuerbaren Ventiles gegebene Verbindung des Inneren des betreffenden Zylinders mit einer Druckleitung ergibt sich der Vorteil, daß der betreffende Zylinder zwar zur Pulsation d» sekundlichen Fördermenge beiträgt doch wird dieses Fördervolumen nicht wirksam, da es nach dem Erreichen des Totpunktes des Zylinders am Ende des Druckhubes beim nachfolgenden Saughub wieder eingesogen wird. Bedingt ist dies dadurch, daß aufgrund der Verbindung des Zylinderinneren mit der Druckleitung dieses ständig unter Druck gehalten wird, wodurch sich das Säugventil dieses Zylinders nicht öffnen kann. Es »gibt sich daher, daß die sekundliche Fördermenge der Pumpe zwar unabhängig von der Anzahl der geöffneten, einzeln ansteuerbaren Ventile pulsiert jedoch die Amplitude dieser Pulsationen mit steigender Anzahl geöffneter, einzeln ansteuerbarer Ventile sinkt

Eine Stillegung einzelner Zylinder wäre zwar auch durch Offenhalten ein» ständigen Verbindung zwischen der Saugseite der Pumpe und der Druckseite eines Kolbens möglich, wie dies etwa in der CH-PS 258.404 für die Regelung von Mehifach-Kolbenpumpen beschrieben ist In diesem Falle trägt aber ein abgeschalteter Zylinder nichts zum Druckaufbau in der Druckleitung bei und bei Stillsetzung einer größeren Anzahl von Zylindern kommt es zu entsprechend langen Pausen zwischen den einzelnen Druckstößen, die für den Betrieb der solchen Pumpen nachgeschalteten Einrichtungen meist unerwünscht sind.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß das einzeln ansteuerbare Ventil in einem Druckventil angeordnet ist, wobei dessen Ventilkörper hohl ausgebildet und mit einer dem Zylinder zugekehrten Öffnung versehen ist, die von einem verschiebbar gehaltenen Steuerkolben gesteuert ist, der unabhängig von den Druckverhältnissen im zugeordneten Zylinder steuerbar ist

Durch diese Maßnahmen ergibt sich ein einfacher Aufbau einer erfindungsgemäßen Radialkolbenpumpe. Außerdem ist es dadurch auch möglich bestehende Radialkolbenpumpen auf relativ einfache Weise umzurüsten.

Dazu ist es lediglich notwendig, das vorhandene Druckventil gegen ein in der angegebenen Weise modifiziertes Druckventil zu ersetzen.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen näher erläutert Dabei zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Radialkolbenpumpe,

Fig. 2 eine Stimansicht einer erfindungsgemäßen Radialkolbenpumpe, und

Fig. 3 einen Schnitt durch eine Zylinder-Kolbenanordnung einer erfindungsgemäßen Radialkolbenpumpe in vCTgrößertem Maßstab.

Die Radialkolbenpumpe weist ein Gehäuse (1) auf, in dem eine Welle (2) in Schrägrollenlagem (4) drehbar gelagert ist die eine gegenüber der Mittelachse der Welle (2) exzentrisch angeordnete Exzenterscheibe (3) aufweist Auf dieser Exzenterscheibe (3) ist über ein Rollenlager (5) ein Ring (6) gelagert, in dem die Kolben -2-

Claims (2)

1. AT 394 892 B (7) über Kugelköpfe (8) gehalten sind. Die Kolben (7) gleiten in Zylindern (9), die im Gehäuse (1) gehalten sind und weisen in deren der Welle (1) zugekehrten Endbereich Öffnungen (10) auf, die das Innere des Kolbens (7) mit dem mit der Saugseite der Pumpe in Verbindung stehenden Innenraum (11) des abgedichteten Gehäuses (1) verbindet. An der der Stirnseite (12) des Zylinders (9) zugekehrten Stirnfläche des Kolbens (7) ist ein Säugventil (13) angeordnet, das als Tellerventil ausgebildet ist, dessen Ventilteller (14) als Masseteil ausgebildet ist und der durch die Feder (15) und die Ventilstange (16) und den FederteUer (17) gegen die Schließstellung vorgespannt ist. Die Zylinderräume sind über in den Stirnwänden der Zylinder (9) angeordnete Druckventile (18) mit den Druckleitungen (19) verbindbar. Die Druckventile (18) sind steuerbar, wozu je ein nicht dargestellter Magnet vorgesehen ist. Das Druckventil (18) weist einen hohlen Ventilkörper (20) auf, in dem ein Steuerkolben (21) verschiebbar gehalten ist, der die Öffnung (22) des Ventilkörpers (20) steuert. Der Ventilköiper (20) ist mittels einer relativ schwachen Feder (23) gegen die Schließstellung vorgespannt. Der Steuerkolben (21) ist im Kern (24) des nicht dargestellten Magneten geführt und mittels einer relativ starken Feder (25) gegen die Schließstellung vorgespannt Solange der nicht dargestellte Magent nicht erregt ist, wird der Ventilkörper (20) durch die beiden Federn (23), (25) in der Schließstellung gehalten, wobei ein Eindringen von Druckflüssigkeit in das Innere des Ventilkörpers (20) verhindert ist Während des Druckhubes des Kolbens (7) wird der Ventilkörper (20) von seinem Sitz abgehoben und die Druckflüssigkeit strömt in die Druckleitungen (19). Beim Erreichen des Totpunktes am Ende des Druckhubes schließt das Druckventil (18). Wird jedoch der nicht dargestellte Magnet erregt, so wird der Steuerkolben (21) zurückgezogen, wodurch eine Verbindung zwischen der Druckleitung (19) und dem Inneren des Zylinders (9) hergestellt wird. Dies bewirkt, daß beim Betrieb der Pumpe das Fördervolumen jenes Zylinders bzw. Kolbens, dessen Druckventil (18) geöffnet ist, lediglich ausgeschoben und während des nachfolgenden Saughubes von der Druckleitung (19) her wieder eingeschoben wird, sodaß dieses nicht wirksam wird. Dabei wird durch den auf den Ventilteller (14) des Saugventiles (13) von der Druckleitung (19) her einwirkenden Druck ein öffnen des Saugventiles (13) sicher verhindert, sodaß es zu keinen Leckverlusten über das Säugventil (13) kommen kann. Die Zylinder (9), bzw. die Kolben (7) der Pumpe weisen unterschiedliche Durchmesser auf. Dies bewirkt, daß durch Zu- und Wegschalten einzelner oder mehrerer Zylinder (9) durch öffnen der Verbindung zwischen dem Inneren der Zylinder und der Druckleitung (19) die Förderleistung der Pumpe variiert werden kann. Dabei ergeben sich z. B. bei dem dargestellten Beispiel mit fünf Zylindern (9) (Fig. 2) 24 verschiedene Leistungsstufen, oder bei sieben Zylindern 48 Leistungsstufen. Durch entsprechende Abstimmung der Durchmesser der einzelnen Zylinder und entsprechender Ansteuerung deren Steuerkolben (21) zum Herstellen und Unterbinden einer Verbindung zwischen der Druckleitung (19) und dem Inneren des Zylinders (9), sind Abstufungen der Förderleistung bei sieben Zylindern von ca. 2 % zu 2 % der Volleistung der Pumpe möglich. Durch die Abschaltung der Zylinder, bzw. der Unterbindung deren Wirksamkeit durch das öffnen des Druckventiles (18) ergibt sich auch der Vorteil, daß die Pulsation des Fördervolumens gleich, wie bei voller Förderleistung, also wenn alle Druckventile (18) geschlossen sind, bleibt. Es ändert sich dabei lediglich die Amplitude der Pulsation, die umso kleiner wird, je mehr Druckventile (18) geöffnet sind. Dies erleichtert den Einsatz einer solchen Pumpe für Anwendungen, bei denen eine digitale Steuerung der Förderleistung der Pumpe vorgesehen ist, da in diesem Falle lediglich die entsprechenden Druckventile (18) angesteuert werden müssen, wobei bei einer entsprechend großen Zylindeizahl eine sehr feinstufige Leistungssteuerung möglich ist. PATENTANSPRÜCHE 1. Radialkolbenpumpe mit einer Vielzahl von radial angeordneten Zylinderkolbenanordnungen mit Saug- und Druckventilen, deren Kolben von einer Exzenterscheibe gesteuert ist, die gegenüber einem die Zylinder haltenden Gehäuse exzentrisch umläuft, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen den Stirnseiten (12) der Zylinder (9) und den zugehörigen Kolben (7) über ein einzeln ansteuerbares Ventil (21, 22) mit einer Druckleitung (19) der Pumpe verbindbar ist, wobei die Kolben (7) der Pumpe vorzugsweise unterschiedliche Durchmesser auf weisen.
2. 2. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das steuerbare Ventil (21, 22) in einem Druckventil (18) angeordnet ist, wobei dessen Ventilkörper (20) hohl ausgebildet und mit einer dem Zylinder (9) zugekehrten Öffnung (22) versehen ist, die von einem verschiebbar gehaltenen Steuerkolben (21) gesteuert ist, der unabhängig von den Druckverhältnissen im zugeordneten Zylinder (9) steuerbar ist Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -3-