DE10102397A1 - Radialkolbenpumpe - Google Patents

Abstract

Die Radialkolbenpumpe weist einen Pumpenkörper mit mehreren Zylinderbohrungen auf für die Aufnahme von Förderkolben, die durch einen Exzenter antreibbar sind. Die Zylinderbohrungen sind durch Ventilstopfen verschlossen, in denen Druckkanäle vorgesehen sind. In die Druckkanäle sind Auslaßventile eingesetzt, die einen Stößel (7) aufweisen, dessen dem Förderkolben (1) zugewandtes Ende mit einer Prallplatte (8) versehen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radialkolben­ pumpe mit einem Pumpenkörper, in dem mehrere Zylinderboh­ rungen für die Aufnahme von Förderkolben vorgesehen sind, die durch einen Exzenter antreibbar sind, nach dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1.

Eine Radialkolbenpumpe als Bauteil eines automatischen Getriebes für Kraftfahrzeuge ist aus der DE A 41 39 611 bekannt und dient der Schmierölversorgung und der Versor­ gung der Steuer- und Betätigungseinrichtungen. Der An­ triebsteil der Radialkolbenpumpe ist dabei mit einer dem Getriebe vorgeschalteten Anfahreinrichtung verbunden, wobei der Exzenter zum Antrieb der einzelnen Förderkolben z. B. mit dem Pumpenrad eines hydrodynamischen Wandlers verbunden sein kann.

Die Zylinderbohrungen der Radialkolbenpumpe sind übli­ cherweise in radialer Richtung nach außen durch einen Ven­ tilstopfen verschlossen, der eine mittige Durchgangsbohrung aufweist, die einen Druckkanal darstellt, wobei sämtliche Ventilstopfen der Radialkolbenpumpe durch eine gemeinsame Bandfeder abgedeckt sind. Um eine bessere Beaufschlagung dieser Bandfeder durch den Förderdruck zu erreichen, sind die Stopfen auf ihrer Oberseite mit parallel verlaufenden Rillen versehen, die innerhalb der bearbeiteten Dichtfläche der Stirnflächen enden und die in Umfangsrichtung der Ra­ dialkolbenpumpe ausgerichtet sind. Die Bandfeder dichtet dabei sowohl die mittig angeordneten Druckkanäle als auch die Rillen gegenüber einer radial außerhalb der Ventilstop­ fen liegenden Sammelringnut ab. Bei Förderung der Radialkolbenpumpe wird die Bandfeder an denjenigen Ventilstopfen durch den Druck in der zentralen Bohrung und in den Rillen von der Dichtfläche abgehoben, die in der Druckzone der Radialkolbenpumpe liegen.

Im Bereich des radial nach außen gerichteten Kolben­ randes der Kolben ist im Pumpengehäuse koaxial zur Pum­ penachse eine Ansaugringnut angeordnet, die die Zylinder­ bohrungen anschneidet. Durch die Verschneidung zwischen der Ansaugringnut und den Zylinderbohrungen werden Ansaugöff­ nungen gebildet. Zwischen dem Kolbenrand und der jeweiligen Ansaugöffnung wird an jedem Kolben eine Saugdrossel gebil­ det.

Nachteilig bei derartigen Radialkolbenpumpe ist noch die Geräuschentwicklung, die bis zu einem Nageln reichen kann. Diese Geräusche entstehen durch das Ausstoßen des Öles mit dem dazu notwendigen Abheben der Bandfeder. Die Bandfeder muß zum Abheben vom Ventilsitz das im Tilgerraum (Sammelringnut) unter Druck stehende Öl verdrängen. Dies erschwert das Ausstoßen des Öles durch den Förderkolben und ist daher mit Druckspitzen in der Zylinderbohrung verbun­ den, die das Abheben der Bandfeder überhaupt erst ermögli­ chen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Ra­ dialkolbenpumpe zu schaffen mit erheblich verringerter Ge­ räuschentwicklung.

Ausgehend von einer Radialkolbenpumpe der eingangs näher genannten Art erfolgt die Lösung dieser Aufgabe mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen; vorteilhafte Aus­ gestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Erfindung sieht also vor, dass in den die Ven­ tilstopfen durchsetzenden Druckkanälen jeweils ein Auslaß­ ventil eingesetzt ist, das auf seinem dem Förderkolben zu­ gewandten Ende mit einer Prallplatte versehen ist.

Vorzugsweise sind die beiden Enden des Druckkanals konisch erweitert.

Das Auslaßventil weist ferner einen Stößel auf, dessen der Sammelringnut zugewandtes Ende kegelförmig oder kugel­ förmig ausgestaltet ist.

Zwischen Prallplatte und Ventilstopfen ist eine den Stößel umgebende Ventilfeder angeordnet, die den Stößel in Richtung Schließstellung beaufschlagt.

Dadurch, dass die erfindungsgemäße Radialkolbenpumpe anstelle eines Ventilbandes ein Auslaßventil in jedem Ven­ tilstopfen aufweist, wird der Vorteil erzielt, dass nur wenig Öl im Tilgerraum, d. h. der Sammelringnut durch das gesteuerte Austreten von Öl aus den Zylinderbohrungen ver­ drängt wird, sodass die Druckspitzen am Förderkolben in der Zylinderbohrung erheblich reduziert werden. Beim Förderhub entsteht an der Prallplatte ein dynamischer Druck, der das Öffnen des Auslaßventils ermöglicht bzw. erleichtert. Das austretende Öl wird dabei in alle Richtungen in die Sammel­ ringnut gefördert, wohingegen bei der herkömmlichen Bandfe­ der das Öl nur seitlich austreten konnte.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der ein vorteilhaftes Ausführungsbei­ spiel dargestellt ist.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine herkömmliche Radialkolbenpumpe;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine erfindungs­ gemäße Radialkolbenpumpe während des Förderhubes und

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine erfindungs­ gemäße Radialkolbenpumpe während des Saug hubes.

Radialkolbenpumpen sind dem Fachmann gut bekannt, so­ dass in der folgenden Beschreibung und auch in den Figu­ ren nur die für das Verständnis der Erfindung notwendigen Bauteile beschrieben und dargestellt sind, wobei gleiche Teile in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Die in Fig. 1 dargestellte herkömmliche Radialkol­ benpumpe weist einen in einer Zylinderbohrung gleitbar angeordneten Förderkolben 1 auf, der über einen Glei­ tring 3 von einem Exzenter 2 angetrieben wird. Mit 4 ist die übliche Kolbenfeder bezeichnet und mit 5 ein Ven­ tilstopfen, der das obere Ende der Zylinderbohrung verschließt. Der in dem Ventilstopfen 5 vorgesehene Druckkanal wird durch eine Bandfeder 6 verschlossen, die die Ursache für eine starke Geräuschentwicklung der Ra­ dialkolbenpumpe während des Einsatzes ist.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Radialkolbenpumpe wird wieder der Förderkolben 1 durch einen Exzenter 2 angetrieben. An­ stelle einer Bandfeder 6, die den Druckkanal im Ventilstopfen 5 verschließt, ist nunmehr ein Auslaßventil für jeden Ventilstopfen 5 der Radialkolbenpumpe vorgese­ hen, wobei dieses Auslaßventil einen Stößel 7 aufweist, dessen dem Förderkolben 1 zugewandtes (unteres) Ende mit einer Prallplatte 8 versehen ist. Der Stößel 7 ist glei­ tend im Druckkanal im Ventilstopfen 5 vorgesehen, wobei beim dargestellten Ausführungsbeispiel sowohl das untere Ende des Druckkanals konisch bei 6 aufgeweitet ist als auch das obere der Sammelringnut zugewandte Ende. Ent­ sprechend ist das obere Ende des Stößels 7 mit einem ke­ gelstumpfförmig angepaßten Abschnitt 9 versehen, der in der Schließstellung des Auslaßventils (Saugstellung gemäß Fig. 3) den Druckkanal verschließt. In einer anderen Ausführungsform kann der Abschnitt 9 des Stößels 7 bei­ spielsweise kugelförmig ausgebildet sein.

Fig. 2 zeigt den Förderkolben 1 während der Förder­ hubes, bei dem der im Ausführungsbeispiel kegelstumpfför­ mige Abschnitt 9 von der konischen Erweiterung des Druck­ kanals abgehoben ist, sodass Öl entsprechend den beiden eingezeichneten Pfeilen in die Sammelringnut strömen kann.

Beim Saughub des Förderkolbens 1 (Fig. 3) öffnet der Förderkolben die Ansaugöffnung, sodass das Fluid, d. h. das Öl durch den entstehenden Unterdruck in die Zylinder­ bohrung strömt. Durch die Prallplatte 8 und aufgrund des vom Auslaßventil benötigten Bauraums fließt das Öl in er­ ster Linie in die untere Hälfte der Zylinderbohrung (Öl­ fluß in gestrichelter Linie). Bei der nachfolgenden Hub­ bewegung des Förderkolbens 1 (Fig. 2) wird die Ansau­ göffnung verschlossen und das Öl, das sich unterhalb der Prallplatte 8 befindet, strömt an dieser vorbei in Richtung Druckkanal, wobei unterhalb der Prallplatte 8 ein dynamischer Druck entsteht, der das Öffnen des Auslaßven­ tils ermöglicht bzw. erleichtert.

Anschließend kann das Öl nach Austritt aus dem Druck­ kanal in alle Richtungen in den Tilgerraum, d. h. die Sammelringnut entweichen, wohingegen dies bei der her­ kömmlichen Bandfeder nur seitlich möglich war.

Hat der Förderkolben 1 den Förderhub beendet, so wird das Auslaßventil durch die zwischen der Prallplatte und der Unterseite des Ventilstopfens 5 angeordnete Ventilfe­ der 10 geschlossen unterstützt durch den im Tilgerraum herrschenden Druck. Der Förderkolben 1 kann nun erneut Öl ansaugen.

Durch die in die Zylinderbohrung verlegten Bauteile des Auslaßventils wird in der Sammelringnut nur wenig Öl beim Öffnen des Auslaßventils verdrängt, wobei durch das Vorsehen der Prallplatte ein frühes Öffnen des Auslaßven­ tils beim Förderhub gewährleistet ist, sodass die Druck­ spitzen in der Zylinderbohrung und am Förderkolben redu­ ziert werden können.

Es ist vorteilhaft, wenn die Prallplatte 8 oberhalb der Ansaugöffnung liegt, damit das eindringende Öl mög­ lichst ungehindert in die untere Hälfte der Zylinderboh­ rung einströmen kann. Mit dem Spalt zwischen der Prall­ platte 8 und der Kolbenfeder 4 kann die Durchflußge­ schwindigkeit des Öles beim Förderhub und damit der ent­ stehende dynamische Druck unterhalb der Prallplatte 8 eingestellt werden. Ferner kann über die Form der Prall­ platte, die z. B. in Richtung Boden des Förderkolbens 1 konkav, konvex oder kegelig ausgestaltet sein kann, der Ölfluß in der Zylinderbohrung beim Förderhub verändert werden, sodass die Funktion des Auslaßventils in bestimm­ ten Grenzen eingestellt werden kann.

Bezugszeichen

1

Förderkolben

2

Exzenter

3

Gleitring

4

Kolbenfeder

5

Ventilstopfen

6

Bandfeder

7

Stößel

8

Prallplatte

9

Abschnitt

10

Ventilfeder

Claims (6)

1. Radialkolbenpumpe, mit einen Pumpenkörper, in dem mehrere Zylinderbohrungen für die Aufnahme von Förderkolben vorgesehen sind, die durch einen Exzenter antreibbar sind und wobei die Zylinderbohrungen durch Ventilstopfen ver­ schlossen sind, in denen Druckkanäle vorgesehen sind, die mit einer Sammelringnut in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, dass in den die Ventilstop­ fen (5) durchsetzenen Druckkanälen je ein Auslaßventil ein­ gesetzt, das einen Stößel (7) aufweist, der auf seinem dem Förderkolben (1) zugewandten Ende mit einer Prallplatte (8) versehen ist.

2. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das dem Förderkolben (1) zugewandte Ende des Druckkanals konisch erweitert ist.

3. Radialkolbenpumpe nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das der Sammelringnut zugewandte Ende des Druckkanals konisch erweitert ist.

4. Auslaßventil nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, dass das der Sammelringnut zugewandte Ende des Stößels (7) einen kegel­ stumpfförmigen oder kugelförmigen Abschnitt (9) aufweist.

5. Radialkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Prallplatte (8) und dem Ventilstopfen (5) eine den Stößel (7) umgebende Ventilfeder (10) angeordnet ist, die den Stößel (7) in Richtung Schließstellung beauf­ schlagt.

6. Radialkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prallplatte (8) in der Schließstellung des Auslaßven­ tils sich in einer Stellung oberhalb der Einlaßöffnung für das zu fördernde Öl befindet.