DE10121674A1 - Radialkolbenpumpe - Google Patents

Abstract

Beschrieben ist eine Radialkolbenpumpe mit einem Pumpengehäuse (3), welches mehrere sternförmig um einen Exzenter (4) angeordnete Zylinderbohrungen (5) zur Aufnahme von Kolben (6) sowie Einlaß- (7) und Auslaßöffnungen (8) zu jedem Zylinderinnenraum (9) mit einem darin komprimierbaren Arbeitsvolumen aufweist. Erfindungsgemäß ist jeder Zylinderinnenraum (9) mit wenigstens einer Drossel versehen, welche das Arbeitsvolumen zur Reduzierung des Druckgradienten während eines Kompressionshubes des Kolbens (6) mit einem Raum geringeren Druckes verbindet und somit das Geräusch der Pumpe reduziert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Radialkolbenpumpe mit ei­ nem Pumpengehäuse, welches mehrere sternförmig um einen Exzenter angeordnete Zylinderbohrungen zur Aufnahme von Kolben aufweist sowie Einlaß- und Auslaßöffnungen, welche jedem Zylinderinnenraum zugeordnet sind und einem darin komprimierbaren Arbeitsvolumen.

Die Kolben in dem als feststehenden Zylinderblock aus­ gebildeten Pumpengehäuse werden durch einen auf der An­ triebswelle angeordneten, rotierenden Exzenter bewegt. Der Druckmittelfluß in der Pumpe wird in der Regel durch Saug- und Druckventile gesteuert. Ein anderes Pumpenkonzept ar­ beitet über Ansaugschlitze und mit Ventilen auf der Druck­ seite, ähnlich dem oben bereits erwähnten.

Radialkolbenpumpen der vorgenannten Bauart sind aus dem Stand der Stand der Technik hinreichend bekannt. Ein Nachteil bekannter Radialkolbenpumpen ist das Geräusch, da bei Förderung eines Druckmediums ein starker Druckstoß im Kolbeninnenraum entsteht, welcher ein teilweise unangenehm lautes Geräusch erzeugt. Durch einen derartigen Druckstoß wird ein steiler Druckgradient mit einer hohen Druckspitze erzeugt, welche den Auslaßdruck im Sammelkanal der Pumpe um ein Mehrfaches übersteigt. Diese Druckstöße verstärken sich prinzipbedingt mit steigender Drehzahl. Die Druckstöße sämtlicher Kolben regen den Körperschall an, der über die Gehäusewand als Luftschall abgestrahlt wird. Zur Lösung dieses Problems sind aus dem Stand der Technik bereits meh­ rere unterschiedliche Vorschläge bekannt.

So hat es beispielsweise einen Vorschlag gegeben, das Pumpengehäuse mit einer Isolierschicht zu versehen oder auch in einer anderen Form geräuschfest zu kapseln. Der hierfür notwendige Aufwand und Volumenbedarf ist erheblich.

Der DE 42 41 825 A1 liegt der Ansatz zugrunde, daß sich die Geräusche im wesentlichen an den Stellen bilden, wo sehr hohe Druck- bzw. Kraftgradienten vorliegen. Da die­ se Gradienten insbesondere am Kolbenfuß auftreten, wird in dieser Schrift vorgeschlagen, durch den gezielten Einbau von Elastizitäten am Kolben bzw. der Verbindung zwischen Kolben und Nadellager die Kraftgradienten und somit auch die Geräuschintensität zu mindern.

In der DE 43 36 673 C2 wird eine Pumpe beschrieben, deren Hauptmerkmal darin besteht, daß zwischen den Kolben und den auf dem Exzenter angeordneten Gleitelementen ein den Exzenter umfassender Federring eingebaut ist. Die Kol­ ben stützen sich somit auf dem Exzenter federnd ab, so daß die Kolben bei Beginn des Ausschiebens einfedern können, um auf diese Weise die Druckspitzen zu vermindern.

Eine weitere Lösung des Problems, die Pumpengeräusche zu verringern, wird in der DE 44 25 929 A1 beschrieben. Der Vorschlag besteht darin, daß den Kolben Tilgerräume zuge­ ordnet sind, welche durch einen Ringkanal miteinander in Verbindung stehen. Durch diese Maßnahme erhält jeder Kolben von den Tilgerräumen beruhigtes Saugöl, so daß eine gleich­ mäßige Druckraumbefüllung bei geringen Geräuschen stattfin­ den soll.

Da jedoch die vorgenannten Ausbildungen der Radialkol­ benpumpen die erwartete Geräuschreduzierung zu vertretbaren Herstellkosten noch nicht erbracht haben, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Radialkolbenpumpe an­ zugeben, welche den Druckgradienten, insbesondere während eines Kompressionshubes des Kolbens, in dem Zylinderinnen­ raum reduziert und somit die Pumpe leiser macht.

Diese Aufgabe wird durch eine mit den Merkmalen im Anspruch 1 angegebene Radialkolbenpumpe gelöst. Vorteilhaf­ te Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen ange­ geben. Das Hauptmerkmal der neuartigen Pumpe besteht nun erfindungsgemäß darin, daß das komprimierbare Arbeitsvolu­ men durch wenigstens eine Drossel mit einem Raum geringeren Druckes verbindbar ist. Dadurch wird der Druckgradient im Zylinderinnenraum während eines Kompressionshubes des Kol­ bens bereits im Entstehen reduziert und somit vorteilhaft­ erweise eine signifikante Geräuschminderung der Pumpe er­ reicht. Die Anzahl der mit einer Drossel versehenen Zylin­ der einer Pumpe ist von dem jeweiligen Einsatzfall abhän­ gig. Vorteilhafterweise ist jeder Zylinder mit wenigstens einer Drossel versehen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Anbringung einer Fase an der mit der Einlaßöffnung zu­ sammenwirkende Vorderkante des Kolbens vorgesehen. Dabei kann die Phase am gesamten Umfang des Kolbens angebracht werden oder nur um den Teilumfang, welcher mit der Ein­ laßöffnung zusammenwirkt. Während eines Kompressionshubs überstreicht der Kolben die Einlaßöffnung und schließt die­ se dicht ab. Wird der Kompressionshub fortgeführt, verdich­ tet sich das als Arbeitsvolumen eingeschlossene Medium in­ nerhalb des Zylinderinnenraumes. Die Fase am Kolben verhin­ dert nun einen plötzlichen Druckanstieg im Zylinderinnen­ raum, da zwischen der Einlaßöffnung und dem Kolbenquer­ schnitt das Druckmedium kurzzeitig noch in den vor der Ein­ laßöffnung liegenden Raum geringeren Drucks strömen kann und somit der Druck im Zylinderinnenraum entspannt wird.

In einer besonderen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Einlaßöffnung als Einlaßfenster zu dem Zylinderinnenraum ausgebildet ist, wobei die radial außen­ liegende Kante des Einlaßfensters üblicherweise als Steuer­ kante bezeichnet wird. "Radial" ist in diesem Zusammenhang bezogen auf die Rotationsachse der Radialkolbenpumpe. In einer Ausführung ist die Drossel erfindungsgemäß als Drosselöffnung ausgebildet und radial außerhalb der Steuer­ kante des Einlaßfensters in dem Pumpengehäuse angeordnet, so daß die Drosselöffnung einen größeren Abstand zur Rota­ tionsachse der Pumpe aufweist als die Steuerkante und daß der Drosselvorgang bei einem Arbeitshub unmittelbar nach dem Verschließen des Einlaßfensters durch den Kolben be­ ginnt.

Die Drosselöffnung kann prinzipiell an jeder beliebi­ gen Stelle, die technisch sinnvoll ist, in der Zylinderboh­ rung angeordnet sein. Es wird jedoch insbesondere vorge­ schlagen, daß die wenigstens eine Drosselöffnung diametral zu dem Einlaßfenster in der Zylinderbohrung angeordnet ist. Dadurch wird vorteilhafterweise eine örtliche Trennung des saugseitigen Einlaßfensters von der druckseitigen Drossel­ öffnung mit einer signifikanten Reduktion des Druckgradien­ ten erreicht.

Die Drosselöffnung ist beispielsweise derart ausgebil­ det, daß diese eine im wesentlichen spiegelsymmetrische Form aufweist, wobei die Symmetrieebene im wesentlichen senkrecht zur Zylinderlängsachse verläuft. Die Drosselöff­ nung kann als eine oder mehrere Drosselbohrungen, als ein Langloch oder als ein Schlitz ausgebildet sein oder die Form einer Linse oder ähnliches aufweisen, wobei die Längs­ achse, beispielsweise des Langlochs oder der Linse, im we­ sentlichen in Richtung der Zylinderachse angeordnet ist.

In einer besonderen Weiterbildung wird vorgeschlagen, daß die Drosselöffnung eine sich radial nach außen verklei­ nernde Öffnungsfläche aufweist, welche beispielsweise in Form eines Dreiecks ausgebildet ist, wobei die Spitze des Dreiecks in Kompressionsrichtung des Kolbens von der Rota­ tionsachse der Pumpe weg radial nach außen zeigt. Da bei Kompressionsbeginn, also bei beginnendem Aufbau des Druck­ gradienten, zunächst auch die größte Ölmenge in dem Zylin­ derinnenraum zur Verfügung steht, wird durch die Form der Drosselöffnung vorteilhafterweise erreicht, daß zunächst auch eine große Ölmenge durch den "großen" Teil der Öffnung entweichen kann. Mit zunehmendem Arbeitshub des Kolbens wird dann die zum Drosseln zur Verfügung stehende Öffnungs­ fläche durch den Kolben verkleinert, da zu diesem Zeitpunkt auch das in dem Zylinderinnenraum befindliche Ölvolumen bereits reduziert ist.

Nachfolgend werden weitere Drosselöffnungsformen be­ schrieben, welche im wesentlichen der Form eines Dreiecks entsprechen. So kann die Drosselöffnung beispielsweise aus drei Bohrungen bestehen, welche derart angeordnet sind, daß deren Mittelpunkte ein Dreieck bilden.

In einer besonders vorteilhaften Ausbildung der Erfin­ dung wird vorgeschlagen, daß die Drosselöffnung aus zwei radial versetzt zueinander angeordneten Drosselbohrungen besteht, wobei die radial außenliegende Bohrung einen klei­ neren Durchmesser als die radial innenliegende Bohrung auf­ weist. Eine derartige Drosselöffnung ist technisch einfach ausführbar und kostengünstig herstellbar. Die Bohrungen sind vorteilhafterweise im wesentlichen senkrecht zur Zy­ linderachse in die Zylinderwandung des Pumpengehäuses ein­ gebracht.

Der radiale Abstand zwischen den Mittelpunkten dieser beiden Drosselbohrungen entspricht im wesentlichen etwa dem ein- bis dreifachen Durchmesser der Bohrungen selbst, so daß diese beiden Bohrungen relativ dicht nebeneinander an­ geordnet sind und von ihrem Drosseleffekt im wesentlichen einer Drosselöffnung mit einer sich radial nach außen ver­ kleinernden Öffnungsfläche entsprechen, wie sie oben be­ reits beschrieben ist.

Die Drosselöffnung ist üblicherweise derart ausgebil­ det, daß sie eine feste Öffnungsfläche aufweist. Alternativ kann die Drosselöffnung auch als Blende mit variabler Blen­ denöffnung ausgebildet sein, so daß beispielsweise eine temperaturabhängige Verstellung der Drosselöffnung ermög­ licht wird.

Es wird weiter vorgeschlagen, daß die Drosselöffnungen über einen umlaufenden Ringkanal miteinander verbunden sind. Dadurch wird erreicht, daß das durch die Öffnungen aus den Zylindern austretende Druckmedium in dem Ringkanal gesammelt und dem Prozeß wieder zur Verfügung gestellt wer­ den kann.

In einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschla­ gen, daß der Ringkanal in einem separaten Flanschring ange­ ordnet ist. Damit kann der Ringkanal einfach und kosten­ günstig in einem separaten Bauteil, beispielsweise durch Drehen, hergestellt werden. Der Flanschring wird anschlie­ ßend auf einen Bund des Pumpengehäuses aufgeschoben, wobei der Bund auf der der Saugseite gegenüberliegenden Gehäuse­ seite angeordnet ist. Der Ringkanal kann alternativ auch auf der Saugseite in einem Anschlußgehäuse vorgesehen sein.

Weitere Ziele, Vorteile und Ausgestaltungen der Erfin­ dung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels, das in den Figuren näher dargestellt und beschrieben ist. Dabei bilden alle beschriebenen und/­ oder bildlich dargestellten Merkmale bzw. Kennzeichen für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegens­ tand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen und deren Rückbeziehung.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Kolben-/Zylindereinheit einer Radial­ kolbenpumpe mit einer ersten erfindungsgemä­ ßen Drossel, nämlich Drosselbohrungen, in Schnitt-Darstellung;

Fig. 2 bis 4 den Verlauf der Druckpulsation und des Zylinderinnendrucks für eine erste Radial­ kolbenpumpe im nicht modifizierten Ausgangs­ zustand sowie in zwei mit Dämpfungsbohrungen versehenen modifizierten Versionen für einen Betriebspunkt von n = 1000 U/min und p = 30 bar;

Fig. 5 den Verlauf der Schalldruckpegel für die nichtmodifizierte Version sowie für die mo­ difizierten Versionen gemäß Fig. 2 bis 4 in Abhängigkeit von der Drehzahl;

Fig. 6 den Verlauf der Schalldruckpegel für eine zweite Radialkolbenpumpe in nicht modifi­ zierter Version im Vergleich zu einer modi­ fizierten Version mit adaptiertem, volu­ mentrischen Wirkungsgrad;

Fig. 7 eine Kolben-/Zylindereinheit einer Radial­ kolbenpumpe mit einer zweiten erfindungsge­ mäßen Drossel, nämlich einer Fase am Kolben, in Schnitt-Darstellung und

Fig. 8 einen Ausschnitt A aus Fig. 7 in vergrößer­ ter Darstellung.

Eine Radialkolbenpumpe 1 (Fig. 1) besteht im wesentli­ chen aus einem Pumpengehäuse 3, welches mehrere sternförmig um eine Rotationsachse 2 angeordnete Zylinderbohrungen 5 zur Aufnahme von Kolben 6 aufweist. Die Kolben 6 werden durch einen Exzenter 4, welcher auf einer um die Rotations­ achse 2 drehbaren Antriebswelle gelagert ist, angetrieben. Dieser durch den Exzenter 4 erzeugten, radial nach außen wirkenden Kraft wirkt eine durch die Druckfeder 11 erzeugte Kraft radial nach innen entgegen. Saugseitig ist ein Ein­ laßfenster 7 in dem Pumpengehäuse 3 angeordnet, dessen ra­ dial außenliegende Kante die Steuerkante 14 des Einlaß­ fensters bildet. Während eines Kompressionshubes über­ streicht der Kolben 6 das Einlaßfenster 7 und komprimiert nach dem Schließen des Einlaßfensters 7 das als Arbeitsvo­ lumen in dem Zylinderinnenraum 9 eingeschlossene Druckmedi­ um, so daß das Druckmedium über eine, beispielsweise mit einer Bandfeder ausgestattete Auslaßöffnung 8 druckseitig austritt.

Es ist allgemein bekannt, daß für das hohe Laufge­ räusch einer Radialkolbenpumpe nach allgemeinen Erkenntnis­ sen der hohe Druckgradient innerhalb der einzelnen Zylin­ derräume während der Kompressionsphase verantwortlich ist. Es hat sich gezeigt, daß durch die Beeinflussung des inne­ ren Druckaufbaus ein deutlicher Einfluß auf das Pumpenge­ räusch genommen werden kann. Daher wurden je Zylinder zwei übereinanderliegende Drosselbohrungen 10 und 15 in die Zy­ linderwand eingebracht, wobei die Bohrungen im wesentlichen senkrecht zur Zylinderbohrung 5 der Pumpe angeordnet sind. Auf der Außenseite der beiden Bohrungen 10, 15 ist ein Ringkanal 12 vorgesehen, welcher beispielsweise in einen separaten Flanschring 13, z. B. durch Drehen, eingebracht ist. Dieser Flanschring 13 kann relativ einfach auf die Außenseite des Pumpengehäuses 3 aufgesetzt und an diesem befestigt werden. Der Ringkanal kann alternativ auch auf der Saugseite der Pumpe in einem Anschlußgehäuse angeordnet sein und anstelle der Drosselöffnungen, beispielsweise in Form von Bohrungen, können auch Drosselventile vorgesehen sein.

Die Drosselbohrungen 10 und 15 sind radial, bezogen auf die Rotationsachse 2 der Pumpe 1, hintereinanderliegend angeordnet, so daß die radial innenliegende Bohrung bereits radial außerhalb der Steuerkante 14 des Einlaßfensters 7 liegt. Bei einem Ausführungsbeispiel einer Radialkolbenpum­ pe mit einem Zylindervolumen von 22 cm³/Umdrehung wurden Drosselbohrungen mit einem Durchmesser von ca. 0,7 bis 1,5 mm vorgesehen. Der Abstand zwischen den Bohrungs­ achsen betrug ca. 1,6 mm.

Durch eine derartige konstruktive Ausführung der Zy­ linder mit zwei übereinanderliegenden Drosselbohrungen wird erreicht, daß im Kompressionshub nach dem Verschließen des Einlaßfensters 7 durch den Kolben 6 der Druckstoß bzw. der Druckgradient in dem Zylinderinnenraum 9 abgesenkt wird. Dabei entweicht eine geringe Leckagemenge an Druckmedium durch die Bohrungen 10 und 15 aus dem Zylinderinnenraum 9. Diese Verlustmenge tritt jedoch nur während einer kurzen Phase auf, nämlich in der Zeitspanne, nachdem der Kolben 6 das Einlaßfenster 7 verschlossen hat bis zu dem Zeitpunkt, zu welchem der Kolben 6 im weiteren Verlauf seines Arbeits­ hubes die Bohrungen 10 und 15 überdeckt. Da die Bohrun­ gen 10 und 15 aller Zylinder über eine umlaufende Ring­ nut 12 miteinander verbunden sind, kann das Leckageöl ge­ sammelt werden und steht anderen Zylindern zur Ansaugung zur Verfügung. Bei Versuchen mit Drosselbohrungen auf der Saugseite, d. h., die Drosselbohrungen befinden sich auf der in Fig. 1 dargestellten Schnitt-Zeichnung oberhalb des Einlaßfensters 7, zeigte sich eine etwas geringere Ge­ räuschreduzierung bei einer meßbar höheren Leckage. Eine negative Beeinträchtigung der Selbstansaugfähigkeit konnte dabei nicht beobachtet werden.

Bei einem Verlauf der Druckpulsation und des Innen­ drucks einer nicht modifizierten Radialkolbenpumpe (Fig. 2) mit einem Saugvolumen von 12 cm³ und einem Betriebspunkt von 30 bar bei 1000 U/min erkennt man die ausgeprägte Pul­ sation des Druckes um den Arbeitsdruck von ca. 30 bar mit einer Vielzahl kleiner Druckspitzen. Insbesondere im Moment des Einlaßschlusses entsteht ein ausgeprägter Druckgradient des Zylinderinnendrucks, welcher eine steile Druckspitze von ca. 50 bar aufweist.

Bei einer Modifizierung der Radialkolbenpumpe durch zwei Drosselbohrungen mit einem Durchmesser von je 0,7 mm (Fig. 3) erkennt man schon eine Verflachung der Druckspitze sowie eine Glättung des Zylinderinnendrucks, welcher direkt auch eine Glättung der Druckpulsation hinter der Pumpe er­ zeugt.

Bei einer Modifikation der Pumpe mit zwei Bohrungen mit einem Durchmesser von je 1,0 mm (Fig. 4) wird die Druckspitze des Zylinderinnendrucks gänzlich vermieden und es werden sowohl der Verlauf des Zylinderinnendrucks als auch die Druckpulsation hinter der Pumpe stark geglättet.

Mittels der vorgenannten Modifikationen der Radialkol­ benpumpe wird eine Geräuschverminderung erreicht (Fig. 5), welche in Abhängigkeit von dem Bohrungsdurchmesser und der Pumpendrehzahl meßtechnisch ermittelt wurde. Dabei zeigen die Gesamtgeräusch-Pegelverläufe eine deutliche Geräuschre­ duktion bis zu 11 dBA mit zunehmendem Drosselbohrungsdurch­ messer. Bei zwei Bohrungen mit je 1,0 mm Durchmesser wurden bei 1000 U/min eine Geräuschreduktion von 10 dBA, bei 1500 U/min das Maximum von 11 dBA und bei 2000 U/min noch 7 dBA gegenüber der nicht modifizierten Version ermittelt. Die Reduktion des Lärmpegels bei 1500 U/min um 11 dBA ent­ spricht subjektiv mehr als 50% weniger Lärm. Oberhalb von ca. 2500 U/min ist praktisch keine Wirkung der Dämpfungs­ drosseln mehr festzustellen, da die Drosselwirkung der Boh­ rung aufgrund der hohen Kolbengeschwindigkeit sowie der Unterbefüllung der Zylinder im Abregelbereich vernachläs­ sigbar ist.

Diese signifikante Geräuschreduzierung einerseits be­ wirkt andererseits durch die gezielte Leckage eine Reduzie­ rung des volumetrischen Wirkungsgrades der Radialkolbenpum­ pe. Zur Kompensation dieser Reduzierung wird eine Anhebung des theoretischen Verdrängungsvolumens, beispielsweise von 17 auf 22 cm³/Umdrehung, vorgeschlagen, welche beispiels­ weise durch Vergrößerung der Exzentrizität der Pumpenwelle und/oder Vergrößerung der Zylinderbohrung erreichbar ist. Eine derart modifizierte Radialkolbenpumpe mit einem Ver­ drängungsvolumen von 22 cm³ wurde mit Drosselbohrungen von 1,5 und 1,2 mm Durchmesser versehen (Fig. 6, unterer Kur­ venverlauf). Die obere Kurve in Fig. 6 zeigt den Schall­ druckverlauf einer nicht modifizierten Radialkolbenpumpe in einem zweiten Ausführungsbeispiel mit 17 cm³/Umdrehung, wobei der volumetrische Wirkungsgrad dieser beiden Pumpen vergleichbar ist. Bei den Messungen hat sich herausge­ stellt, daß die Geräuschreduzierung dieser modifizierten Pumpe mit 22 cm³ gegenüber den in Fig. 5 aufgezeigten Ver­ läufen eine nochmalige Verbesserung erreicht. So verschob sich die maximale Geräuschreduzierung von 13 dBA zu niedri­ geren Drehzahlen auf 1000 U/min. während in Fig. 5 das Maximum von 11 dBA bei 1500 U/min ermittelt wurde. Die Geräuschreduzierung bei Drehzahlen größer 1000 U/min ist abnehmend, wobei oberhalb ca. 2500 U/min eine Geräuschminde­ rung nicht mehr feststellbar ist. Trotz der Reduktion des volumetrischen Wirkungsgrades ist aufgrund der gleichen Volumenänderungsarbeit kein erhöhter Leistungsbedarf im Maße des gesteigerten Verdrängungsvolumens zu erwarten.

Fig. 7 zeigt eine Schnitt-Darstellung durch eine zu Fig. 1 alternative Kolben-/Zylindereinheit einer Radialkol­ benpumpe 1. Das Druckmedium tritt durch das Einlaßfenster 7 als Arbeitsvolumen in den Zylinderinnenraum 9 ein. Ein Ex­ zenter 4 treibt den Kolben 6 an, welcher das Druckmedium bzw. das Arbeitsvolumen im Zylinderinnenraum 9 verdichtet. Wird der Kolben 6 am Einlassfenster 7 vorbei und dabei in den Zylinderinnenraum 9 gehoben, steigt dort der Druck so stark an, daß das Bandventil 19 über die Feder 11 angehoben wird.

Das Rückschlagventil auf der Druckseite wird geöffnet indem das über dem Stopfen liegende Bandventil 19 angehoben wird. Aufgrund der Steifigkeit des Bandes und deren Träg­ heit muß im Zylinderinnenraum 9 der Systemdruck einschließ­ lich eines zusätzlichen Öffnungsdrucks aufgebracht werden. Da das Bandventil 19 zum Abheben eine gewisse Zeit braucht, sind die Spalte anfänglich ziemlich klein, wodurch es zu großen Drucküberhöhungen kommt. Der Öffnungsmechanismus kann so beschrieben werden: je größer der Öffnungsdruck, desto schneller öffnet das Ventil. Würde man die Öffnungs­ zeit etwas verlängern, könnte man diesen Druck reduzieren. Dies erreicht man mit einer zum Rückschlagventil parallel geschalteten Drossel, deren Querschnitt so bemessen ist, daß sie aufgrund ihrer Leckage nur einen Druckaufbau zu­ läßt, der geringfügig über dem Öffnungsdruck des Rück­ schlagventils liegt. Durch die geringere Druckkraft öffnet das Rückschlagventil langsamer, wodurch die Trägheit eben­ falls kleiner wird.

Eine Fase 20 an der mit der Einlaßöffnung 7 zusammenwirken­ den Vorderkante des Kolbens 6 wirkt wie eine parallele Drossel zum Rückschlagventil, da die Fase 20 eine Leckage in den drucklosen Bereich zuläßt.

Fig. 8 stellt eine Momentaufnahme des Ausschnitts A der Fig. 7 detailliert dar. Es ist ein Teil des Kolbens 6 im Zylinderinnenraum 9 gezeigt, der die Einlaßöffnung 7 während eines Kompressionshubs passiert. An der Vorderkante des Kolbens 6, die mit der Einlaßöffnung 7 zusammenwirkt, ist eine Fase 20 angebracht, welche in dieser Ausführung um den gesamten Mantelumfang des Kolbens 20 läuft und durch die Fasenlänge 17 und den Fasenwinkel 18 definiert wird. Zwischen der Fase und der Steuerkante 14 kann, wie in Fig. 8 gezeigt, gerade noch ein Leckagestrom fließen, wel­ cher den schnellen Druckanstieg des Arbeitsvolumens im Zy­ linderinnenraum 9 verhindert. Die Fläche zwischen der Steu­ erkante 14 und der Fase 20 bildet in Fig. 7 den Drossel­ querschnitt 16, welcher immer kleiner wird, je mehr der Kolben 6 mit seiner Mantelfläche die Einlaßöffnung 7 ver­ schließt.

Bezugszeichen

1

Radialkolbenpumpe

2

Rotationsachse

3

Pumpengehäuse

4

Exzenter

5

Zylinderbohrungen

6

Kolben

7

Einlaßöffnung, Einlaßfenster

8

Auslaßöffnung

9

Zylinderinnenraum

10

Drosselöffnung, Drosselbohrung

11

Feder

12

Ringkanal

13

Flanschring

14

Steuerkante

15

Drosselbohrung

16

Drosselquerschnitt

17

Fasenlänge

18

Fasenwinkel

19

Bandventil

20

Fase (Drossel)
A Ausschnitt

Claims (15)

1. Radialkolbenpumpe (1) mit einem Pumpengehäuse (3),
welches mehrere sternförmig um einen Exzenter (4) angeord­ nete Zylinderbohrungen (5) zur Aufnahme von Kolben (6) so­ wie Einlaß- (7) und Auslaßöffnungen (8) zu jedem Zylinder­ innenraum (9) mit einem darin komprimierbaren Arbeitsvolu­ men aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß
das Arbeitsvolumen durch wenigstens eine Drossel, insbeson­ dere zur Reduzierung des Druckgradienten während eines Kom­ pressionshubes des Kolbens (6), mit einem Raum geringeren Druckes verbindbär ist.

2. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kolben (6) an seiner mit der Einlaßöffnung (7) zusammenwirkenden Vorderkante eine Fase (20) aufweist und die Fase (20) durch eine Fasen­ länge (17) und einen Fasenwinkel (18) definierbar ist.

3. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Fase (20) am gesamten Mantelumfang des Kolbens (6) vorgesehen ist.

4. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Einlaßöffnung als Ein­ laßfenster (7) mit einer Steuerkante (14) ausgebildet ist.

5. Radialkolbenpumpe nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fase (20) des Kolbens (6) mit der Steuerkante (14) der Ein­ laßöffnung (7) einen veränderlichen Drosselquerschnitt (16) bildet, während der Kolben (6) bei einem Kompressionshub die Fasenlänge (17) überstreicht.

6. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß wenigstens eine Drosselöff­ nung (10) in dem Zylinderinnenraum (9) radial außerhalb der Steuerkante (14) angeordnet ist.

7. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Drosselöffnung (10) diametral zu dem Einlaßfenster (7) in dem Pumpengehäuse (3) angeordnet ist.

8. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselöffnung (10) eine im wesentlichen spiegelsymmetrische Form aufweist, beispielsweise aus einer oder mehreren Drosselbohrun­ gen (10, 15) besteht, oder die Form eines Langlochs, eines Schlitzes, einer Linse oder ähnliches hat, wobei die Spie­ gelachse der Drosselöffnung (10) im wesentlichen senkrecht zur Zylinderachse angeordnet ist.

9. Radialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel eine sich radial nach außen verkleinernde Öffnungs­ fläche, beispielsweise im wesentlichen in Form eines Drei­ ecks, aufweist.

10. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Drossel aus drei Boh­ rungen besteht, deren Mittelpunkte ein Dreieck bilden.

11. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Drossel aus zwei radial versetzt zueinander angeordneten Drosselbohrungen (10, 15) besteht, wobei die radial außenliegende Bohrung (15) einen kleineren Durchmesser aufweist als die radial innenliegende Bohrung (10).

12. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Abstand zwischen den Teilkreisdurchmessern der beiden Drosselboh­ rungen (10, 15) im wesentlichen dem einfachen bis dreifa­ chen Durchmesser des Drosselquerschnitts (10, 15) ent­ spricht.

13. Radialkolbenpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle Drosselöffnungen (10, 15) über einen umlaufenden Ring­ kanal (12) miteinander verbunden sind.

14. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkanal (12) in einem Flanschring (13) angeordnet ist.

15. Radialkolbenpumpe nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (10, 15, 20) eine Leckage aus dem Zylinderinnen­ raum (9) in einen drucklosen Bereich zuläßt.