DE10126151A1 - Gleitring für eine Radialkolbenpumpe und Vorrichtung zu dessen Montage - Google Patents
Gleitring für eine Radialkolbenpumpe und Vorrichtung zu dessen MontageInfo
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Abstract
Der Gleitring (1) für eine Radialkolbenpumpe weist einen Innenring (2) und einen koaxialen Außenring (3) auf, zwischen denen ein Feder/Dämpfungselement (5) angeordnet ist. Das Feder/Dämpfungselement (5) ist hierbei einstückig und weist an beiden Seiten einen ringförmigen Randwulst (8) auf. Die Randwülste liegen am Rande des Innenringes (2) an dessen Außenumfang und am Rande des Außenringes (2) an dessen Innenumfang an. Zwischen den Randwülsten (8) ist eine Verbindungsstruktur (9) vorgesehen, die z. B. durch zumindest einen weiteren Dämpfungsring (10) gebildet wird, der über Stege (11) mit den randwülsten (8) verbunden ist. Des Weiteren können durch entsprechende Ausgestaltung des Feder/Dämpfungselementes (5) zwischen Innenring (2) und Außenring (3) Kammern (32) gebildet werden, in die eine Flüssigkeit einführbar ist, sodass die Steifigkeit des Gleitringes (1) variabel gestaltet werden kann.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Gleitring für ei
ne Radialkolbenpumpe gemäß dem Oberbegriff des Patentan
spruches 1 und auf eine Vorrichtung zu dessen Montage.
Derartige Gleitringe weisen einen Innenring und einen
koaxialen Außenring auf, zwischen denen ein Feder/Dämp
fungselement angeordnet ist. Der Gleitring umgreift hierbei
einen Exzenter bzw. eine darauf aufgesetzte Gleitbuchse und
wirkt mit seiner Außenfläche auf sternförmig in einem Pum
pengehäuse angeordnete federgestützte Kolben, wobei die
Kolbenräume über Auslassventile mit einem Verbraucher in
Verbindung stehen. Derartige Radialkolbenpumpen werden z. B.
als Kraftstoffpumpen in Diesel-Lastkraftwagen verwendet.
Als Stand der Technik sei auf die DE-C2-43 36 673 ver
wiesen, in der eine Radialkolbenpumpe beschrieben ist, bei
der der Gleitring mit einem Feder/Dämpfungselement z. B. in
Form eines geschlitzten Federring ausgerüstet ist, der zu
sätzlich in Kunststoff eingebettet sein kann; ebenso ist
dort erwähnt, als Feder/Dämpfungselement einen Gummiring zu
verwenden, der beidseitig an dem Innen- und dem Außenring
anvulkanisiert ist.
Durch ein derartiges elastisches Feder/Dämpfungs
element kann das Arbeitsgeräusch einer Radialkolbenpumpe
verringert werden.
Um dieses Geräusch weiter zu verringern, ist vorge
schlagen worden, zwischen Innen- und Außenring mehrere Gum
miringe, z. B. herkömmliche O-Ringe nebeneinander anzuord
nen. Üblicherweise werden auf den Innenring zwischen zwei
seitlichen Schultern drei bis vier O-Ringe eingesetzt. So
wohl die Herstellung als auch die Montage dieser separaten
O-Ringe ist relativ aufwändig.
Mit diesen bekannten Elementen können die Feder/Dämp
fungseigenschaften zwar verbessert, jedoch noch nicht opti
mal an die Funktion des Gleitringes angepasst werden.
Des weiteren bestehen bei Radialkolbenpumpen mit der
artigen elastischen Gleitringen grundsätzlich Probleme beim
Ansaugen von sehr kaltem Öl, z. B. mit Temperaturen um
-20°C. Dieses hängt mit dem zäher werdenden Öl bei niedri
gen Temperaturen und dem damit verbundenen schwierigeren
Ansaugen dieses Öles zusammen. Zur Verbesserung des Ansaug
verhaltens der Radialkolbenpumpe wurde daher vorgeschlagen,
den Kolbenhub zu erhöhen, um dem Öl mehr Zeit zum Einströ
men in den Kolbenraum zu geben. Dieses ist durch eine grö
ßere Exzentrizität des Pumpenexzenters möglich; eine solche
Maßnahme verändert jedoch die Volumenstromkennlinie der
Pumpe. Dieses ist zwar während der Ansaugphase von kaltem
Öl nicht weiter schädlich, da hier im wesentlichen darauf
geachtet werden muss, dass die Pumpe überhaupt funktio
niert; eine derartig veränderte Volumenstromkennlinie kann
allerdings im normalen Betrieb nicht hingenommen werden.
Bei den erwähnten elastischen Gleitringen entweder mit
mehreren separaten O-Ringen oder anderen Feder/Dämpfungs
elementen hat sich herausgestellt, dass sich durch die
Elastizität des Gleitringes Kolbenhub und damit auch Volu
menstrom verloren geht. In der Betriebsphase beim Ansaugen
von kaltem Öl wäre es daher wünschenswert, die Elastizität
des Gleitringes zu verringern und diesen sozusagen härter
zu gestalten. Mit den herkömmlichen erwähnten Gleitringen
ist dieses jedoch nicht möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gleit
ring mit einem Feder/Dämpfungselement anzugeben, das rela
tiv einfach herzustellen und zu montieren ist, dessen Dämp
fungseigenschaften durch die Geometrie des Feder/Dämpfungs
elementes optimal an die jeweilige Funktion der Radialkol
benpumpe angepasst werden kann und bei dem durch eine Modi
fikation auch die Elastizitätseigenschaften des Gleitringes
verändert werden können, insbesondere der Dämpfungsring
elastisch härter eingestellt werden kann, um auch das An
saugverhalten der Pumpe bei niedrigen Temperaturen der an
zusaugenden Flüssigkeit zu optimieren.
Diese Aufgaben werden gemäß der Erfindung durch die
Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Demgemäss wird das Federdämpfungselement einstückig
ausgebildet und weist an beiden Umfangsseiten einen jeweils
ringförmigen Wulst auf, der am Rande des Innenringes an
dessen Außenumfang und am Rande des Außenringes an dessen
Innenumfang anlegt, wobei zwischen diesen Randwülsten eine
Verbindungsstruktur vorgesehen ist.
Diese Grundstruktur des Federdämpfungselementes bildet
durch die beiden Randwülste sozusagen die Basis für viel
fältige Modifikationen des Gleitringes, der durch die zwi
schen den Randwülsten gelegene Verbindungsstruktur an die
jeweilige Funktion des Gleitringes und der Radialkolbenpum
pe angepasst und optimiert werden kann.
Nachdem das Federdämpfungselement einstückig ist, ist
dessen Herstellung und natürlich auch dessen Montage weni
ger aufwändig als Herstellung und Montage von mehreren
separaten O-Ringen; ebenso ist die Herstellung weniger auf
wendig als bei den oben erwähnten Verbundkonstruktionen.
Ähnlich gute und sogar bessere Feder- und Dämpfungsei
genschaften als mit separaten O-Ringen können erreicht wer
den, wenn die Verbindungsstruktur zumindest einen weiteren
am Außenumfang des Innenringes und am Innenumfang des Au
ßenring anliegenden Wulst aufweist, der mit den Randwülsten
verbunden ist. Die Form des Feder/Dämpfungselementes kann
vorzugsweise so gewählt werden, dass dieses Element im we
sentlichen eine Anordnung aus mehreren parallelen und ne
beneinander liegenden Wülsten ist, die miteinander z. B.
über Stege verbunden sind.
Die einzelnen Wülste können bei einer derartigen
Grundstruktur vielfältig gestaltet werden, z. B. im Quer
schnitt kreisförmig oder oval sein. Auch eine Struktur aus
einem Grundkörper und von diesem beidseitig wegragenden
Dichtlippen, die an dem Innen- und Außenring anliegen, ist
denkbar. Diese vielfältig veränderbare Geometrie des Fe
der/Dämpfungselementes gemäß der Erfindung ermöglicht eine
Optimierung an die Funktion des Gleitringes und der jewei
ligen Radialkolbenpumpe.
Die erwähnten Stege zum Verbinden der Randwülste und
gegebenenfalls dazwischen liegender Wülste verlaufen im
wesentlichen längs des gesamten seitlichen Umfangs der
Wülste, können jedoch auch nur längs eines Teiles des seit
lichen Umfanges verlaufen. Insbesondere die letztere Mög
lichkeit kann vorteilhaft verwendet werden, wenn es nötig
sein sollte, bei dem Gleitring einzelne Wülste bzw. O-Ringe
zu verwenden. In diesem Falle können die Stege zwischen den
Wülsten als Sollbruchstellen ausgebildet sein, die während
des Betriebes der Radialkolbenpumpe aufbrechen. Da das Fe
der/Dämpfungselement jedoch zunächst einstückig ist, blei
ben die erwähnten Vorteile bei der Fertigung und Montage
erhalten.
Durch entsprechende Ausgestaltung der Verbindungs
struktur kann zusätzlich auch die Elastizität eines Gleit
ringes gemäß der Erfindung variabel gestaltet werden. Hier
zu wird vorgesehen, dass die Randwülste am Innen- und Au
ßenring flüssigkeitsdicht anliegen und miteinander über
Querstege verbunden sind, die am Innen- und/oder Außenring
anliegen, sodass längs des äußeren Umfanges des Feder/Dämp
fungselementes zwischen den Randwülsten mehrere, durch die
Querstege getrennte Kammern zwischen Innen- und Außenring
entstehen. Die einzelnen Kammern weisen zumindest jeweils
eine Zulauföffnung für die anzusaugende Flüssigkeit, z. B.
Öl, auf, wobei zumindest einige dieser Zulauföffnungen in
der Umfangswand des Innenringes vorgesehen sind; sie münden
beim Betrieb der Pumpe in eine Nut des Exzenters, über die
die Kammern mit Flüssigkeit füllbar sind.
Wenn Öl bei niedrigen Temperaturen angesaugt werden
soll, so kann durch Füllen der Kammern des Gleitringes des
sen Elastizität verringert werden, sodass der durch die
Exzentrizität des Exzenters bestimmte Kolbenhub nicht mehr
oder nur im geringem Ausmaße durch die Elastizität des
Gleitringes beeinflusst wird.
Wird kein Öl in die Kammern des Gleitringes eingeleitet, so
funktioniert der Gleitring wie bisher als Feder/Dämpfungs
element mit der entsprechend an den Betrieb der Radialkol
benpumpe angepassten Verformung und der damit zusammenhän
genden Reduzierung des Kolbenhubes. Werden die Kammern je
doch mit Öl gefüllt, so wird sich zwar bei warmen Öl nicht
viel ändern, wobei diese Funktionsänderung natürlich vom
Öldruck abhängig ist, weil das relativ dünnflüssige Öl
recht gut aus den Bohrungen in den Kammern entweichen kann.
Bei kaltem und daher zähflüssigem Öl kann dieses jedoch
nicht mehr so schnell erfolgen, da die Zulauföffnungen als
Drosselbohrungen ausgelegt sind und damit die Elastizität
des Gleitringes reduziert wird. Hierdurch vergrößert sich
der Kolbenhub und die Pumpe kann mehr Volumen fördern, was
ein besseres Ansaugverhalten bei kaltem Öl bedeutet.
Es ist möglich, den Kolbenhub bei gleichbleibender Ex
zentrizität des Exzenters zu verändern, indem man den Öl
druck, mit dem die Kammern gefüllt werden, gezielt steuert
und Öl in die Kammern gezielt ein- und ausströmen lässt.
Wird der Öldruck z. B. erhöht, wird der Gleitring steifer,
sodass der Kolbenhub bei maximaler Steifigkeit des Gleit
ringes weitgehend der Exzentrizität des Exzenters ent
spricht. Wird hingegen mit geringem Öldruck gearbeitet,
wird der Gleitring weicher, sodass der Kolbenhub entspre
chend kleiner als die Exzentrizität des Exzenters wird. Auf
diese Weise kann man die Volumenstromkennlinie der Radial
kolbenpumpe während des Betriebes beeinflussen.
Eine derartige Steuerung des Volumenstromes kann auch
zur Verbesserung der Funktion der Pumpe bei hohen Pumpen
drücken ausgenutzt werden. Bei hohen Pumpendrücken weisen
herkömmliche Radialkolbenpumpen nämlich einen starken Volumenstromeinbruch
auf, weil durch die hohen Kräfte, die auf
den Gleitring bei den hohen Pumpendrücken wirken, dieser
entsprechend stark verformt wird und der Kolbenhub und da
mit auch der Volumenstrom der Pumpe entsprechend zurück
geht.
Mit einem regelbaren Gleitring gemäß der Erfindung,
d. h. bei einer Steuerung des Öldruckes in den Kammern des
Gleitringes und einer Steuerung des Zu- und Ablaufes des in
den Kammern vorhandenen Öles kann man dem erwähnten Effekt
entgegenwirken. Bei hohem Pumpendruck sollte dementspre
chend der Öldruck im Gleitring erhöht werden, sodass der
Gleitring steifer wird und der Kolbenhub sich nicht oder
nur wenig verringert. Damit bliebe der Volumenstrom auch
bei hohen Pumpendrücken gleich.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
ist jede Kammer eines derartigen regelbaren Gleitringes
gegenüber den benachbarten Kammern flüssigkeitsdicht abge
dichtet, wobei dann für jede Kammer eine Zulauföffnung
durch die Wand des Innenringes vorgesehen ist.
Alternativ ist es möglich, benachbarte Kammern durch
eine Öffnung miteinander zu verbinden; diese Öffnung ver
läuft z. B. durch die die Kammern trennenden Stege hin
durch; es ist auch möglich, in dem Außenumfang des Innen
ringes oder dem Innenumfang des Außenringes eine Nut vorzu
sehen, über die dann die Kammern miteinander verbunden
sind; ebenfalls wäre es möglich, die Stege in ihrer Tiefe
zu verringern, sodass sie nicht mehr am Innen- und/oder
Außenring anliegen, wodurch hier ein Spalt verbleibt, durch
den das Öl zwischen den Kammern fließen kann. Bei einer
solchen Konstruktion muss nicht für jede Kammer eine Öffnung
durch die Wand des Innenringes vorgesehen werden;
vielmehr genügen hier einige wenige Zulauföffnungen.
Eine solche Gestaltung des Gleitringes ist insbesonde
re beim Ansaugen von kaltem Öl vorteilhaft, da durch die
Verbindung der einzelnen Kammern das Öl im Gleitring intern
verschoben werden kann. Damit behält der Gleitring im we
sentlichen seine günstigen Dämpfungseigenschaften. Bei kal
tem Öl kann das zähe Öl sich in dem Gleitring nicht mehr so
einfach verteilen, da es nicht mehr im wesentlichen ohne
größeren Widerstand durch die als Drosseln ausgebildeten
Verbindungen zwischen den Kammern fließen kann, wodurch der
Gleitring insgesamt versteift wird. Die Steifigkeit des
Gleitringes hängt somit von der Viskosität des Öles und
damit auch von dessen Temperatur ab.
Wenn stets mit einem gefüllten Gleitring gearbeitet
wird, dienen die Zulauföffnungen durch die Wand des Innen
ringes im wesentlichen dazu, Lecköl auszugleichen und gege
benenfalls den Öldruck in dem Gleitring zu steuern. Hier
bei wäre es denkbar, in der Ölzufuhr, z. B. in einem zent
ralen Kanal des Exzenters ein Rückschlagventil einzubauen,
sodass nur Öl in den Ring hinein, aber nicht mehr heraus
strömen kann. Soll der Öldruck in dem Gleitring gesteuert
werden, so muss natürlich ein modifiziertes Ventil in der
Zuführleitung vorgesehen werden.
Zur Steuerung des Öldruckes in dem Gleitring und zur
Steuerung des Ölflusses zwischen den einzelnen Kammern ist
es denkbar, als Schottwände arbeitende Stege zwischen den
Kammern vorzusehen, wodurch sich der Gleitring bei höherer
Viskosität des Öles selbsttätig versteift. Diese Schottwän
de können beispielsweise als feste Stege am Innen- und Außenring
ausgebildet sein oder beispielsweise als bewegliche
Stege, die in der Innenwand des Innenringes gelagert sind
und durch entsprechenden Ölfluss zwischen die einzelnen
Kammern ein- bzw. ausgefahren werden.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den
Unteransprüchen hervor. Die Erfindung ist in mehreren Aus
führungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert.
In dieser stellen dar:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Gleitringes für
eine Radialkolbenpumpe mit einem Feder/
Dämpfungselement gemäß der Erfindung;
Fig. 2 jeweils Schnitte durch den Gleitring in
bis 4 Fig. 1 längs der Linie A-A zur Erläuterung
unterschiedlicher Ausgestaltungen des
Feder/Dämpfungselementes;
Fig. 5 eine Aufsicht auf einen Gleitring mit einem
Feder/Dämpfungselement aus drei nebeneinan
der angeordneten Dämpfungsringen, die über
Stege miteinander verbunden sind;
Fig. 6 eine teilweise geschnittene Vorrichtung zur
Montage eines Feder/Dämpfungselementes auf
den Innenring des Gleitringes;
Fig. 7 eine geschnittene Darstellung eines Gleit
ringes mit einem Feder/Dämpfungselement ge
mäß der Erfindung, dessen Elastizität ein
stellbar ist;
Fig. 8 eine Aufsicht auf das Feder/Dämpfungselement
aus Fig. 7;
Fig. 9 eine modifizierte Ausgestaltung eines
Feder/Dämpfungselementes gemäß der Erfindung
mit einstellbarer Steifigkeit;
Fig. 10 eine weitere modifizierte Ausgestaltung ei
nes Feder/Dämpfungselementes gemäß der Er
findung mit angedeutetem Ölfluss bei der ge
gensinnig auf die Oberseite des Elementes
einwirkenden Kräften von Exzenter und Kolben
der Radialkolbenpumpe und
Fig. 11 das Feder/Dämpfungselement gemäß Fig. 10 mit
angedeutetem Ölfluss bei gegensinnig auf die
Unterseite des Elementes einwirkenden Kräf
ten von Exzenter und Kolben der Radialkol
benpumpe.
In Fig. 1 ist ein Gleitring 1 für eine Radialkolben
pumpe 1 dargestellt, der einen Innenring 2 und einen Außen
ring 3 aufweist. Der Innenring weist zu beiden Seiten gegen
den Außenring weisende Schultern 4 auf, die ein Feder/Dämp
fungselement 5 zwischen Innen- und Außenring am Platz hal
ten. Der Gleitring 1 wird passgenau auf einen Exzenter 6
aufgeschoben, der bündig an dem Innenumfang des Innenrin
ges 2 anliegt. Der Exzenter wird durch eine außermittig
angeordnete Antriebswelle 7 angetrieben. Gegebenenfalls
kann zwischen Exzenter 6 und dem Innenring 2 noch eine hier
nicht dargestellte Gleitbuchse vorgesehen sein.
Beim Drehen der Antriebswelle 7 und dem Rotieren des
Exzenters 6 werden sternförmig in einem Gehäuse der Radial
kolbenpumpe angeordnete federgestützte Kolben verschoben,
sodass entsprechend Öl angesaugt und einem Verbraucher zu
geführt wird. Zur Funktion wird auf die oben erwähnte Pa
tentschrift DE-C2-43 36 673 verwiesen.
Das Feder/Dämpfungselement 5 weist entsprechend Fig. 2
zwei elastische Randwülste 8 auf, die z. B. als O-Ringe
ausgebildet sind und an dem Außenumfang des Innenringes und
dem Innenumfang des Außenringes 3 anliegen. Die beiden
Randwülste 8 sind über eine Verbindungsstruktur 9 miteinan
der verbunden, die in diesem Falle durch einen weiteren in
der Mitte des Feder/Dämpfungselementes 5 gelegenen Dämp
fungsring 10 und zu beiden Seiten dieses Dämpfungsringes 10
wegragende Stege 11 gebildet ist. Die Stege 11 verbinden
somit jeweils einen Randwulst 8 mit dem mittigen Dämpfungs
ring 10, sodass ein einstückiges Feder/Dämpfungselement 5
vorliegt. Die Stege 11 erstrecken sich hierbei um den ge
samten Seitenumfang der Wülste 8 bzw. des Dämpfungsrin
ges 10.
Im vorliegenden Falle berührt der Dämpfungsring 10
ebenfalls den Außenumfang des Innenringes 2 und den Innen
umfang des Außenringes 3, sodass die elastischen Eigen
schaften des Feder/Dämpfungselementes im wesentlichen durch
die Materialeigenschaften aller drei Ringe sowie die Geo
metrie des Feder/Dämpfungselementes bestimmt werden.
In Fig. 3 ist ein Feder/Dämpfungselement 5 darge
stellt, das wiederum aus zwei Randwülsten 8 und einem mit
tigen Dämpfungsring 10 besteht, die in diesem Falle gleich
gestaltet sind und einen Querschnitt in Form eines auf die
Spitze gestellten Quadrates aufweisen, die mit gegenüber
liegenden Spitzen am Außenumfang des Innenringes 2 bzw. am
Innenumfang des Außenringes 3 anliegen. Die Wülste 8 und
der Dämpfungsring 10 sind wiederum über Stege 11 miteinan
der verbunden, sodass sich ein einstückiges Feder/Dämp
fungselement ergibt.
Das in Fig. 4 gezeigte Feder/Dämpfungselement 5 be
steht wiederum aus zwei Randwülsten 8 in Form von Dämp
fungsringen mit ovalen bzw. kreisförmigem Querschnitt und
einem mittigen Dämpfungsring 10, der in diesem Falle die
Gestalt eines Rechteckes aufweist und mit beiden schmalen
Seiten des Rechteckes an dem Innen- bzw. Außenring 2 bzw. 3
anliegt. Zur Verbindung der einzelnen Ringe sind wiederum
Stege 11 vorgesehen.
In Fig. 5 ist ein Feder/Dämpfungselement 5 in Aufsicht
gezeigt, wobei die obere Hälfte des Außenringes 3 fortge
lassen ist. Dieses Feder/Dämpfungselement besteht aus drei
nebeneinander angeordneten Dämpfungsringen, d. h. zwei am
Rande gelegenen Ringen 8 und einem mittigen Dämpfungs
ring 10, die über kleine Stege 11 miteinander verbunden
sind. Die Stege 11 sind z. B. in Winkelabständen von 90°
angeordnet und so ausgebildet, dass beim Betrieb der Radi
alkolbenpumpe diese Stege 11 als Sollbruchstellen wirken.
Das einstückig hergestellte Feder/Dämpfungselement zerlegt
sich beim Betrieb der Pumpe somit in drei voneinander ge
trennte nebeneinander liegende Dämpfungsringe.
In Fig. 6 ist eine Vorrichtung 21 zur Montage eines
ringförmigen Feder/Dämpfungselement 5 gemäß der obigen Be
schreibung dargestellt, d. h. zum Einsetzen des einstücki
gen Feder/Dämpfungselementes auf den Außenumfang des Innenringes
2 zwischen dessen Schultern 4. Diese Vorrichtung 21
besteht aus einem zylindrischen Rohr 22, das einen solchen
Durchmesser aufweist, dass das Feder/Dämpfungselement 5
leicht aufgeschoben werden kann. Der Durchmesser dieses
zylindrischen Rohres 22 ist geringfügig kleiner als der
Durchmesser des Innenringes 2. An dieses zylindrische Rohr
schließt sich ein konisch sich erweiternder und auf eine
Schulter 4 des Innenringes 2 auflegbarer Montagekegel 23
an, der an seinem aufgeweiteten Ende einen dünnen umlaufen
den Flansch 24 aufweist, der auf den Außenumfang einer
Schulter 4 aufgeschoben wird. Die Vorrichtung 21 weist fer
ner ein separates Aufpressrohr 25 auf, das bündig auf das
zylindrische Rohr 22 aufgesteckt werden kann. An seinem dem
zylindrischen Rohr zugewandten Ende ist das Aufpressrohr
über zumindest einen Teil seiner Länge über den gesamten
Umfang in Längsrichtung mehrfach geschlitzt, sodass hier
mehrere durch Schlitze 26 getrennte Lamellen 27 entstehen.
Diese Lamellen 27 sind elastisch aufbiegbar und an ihrem
vorderen freien Ende jeweils mit einem radial nach außen
gerichteten Flansch 28 versehen. Am gegenüberliegenden ge
schlossenen Ende ist das Aufpressrohr 25 mit einem Griff 29
versehen.
Zur Montage des Feder/Dämpfungselementes 5 wird dieses
auf das zylindrische Rohr 22 aufgesteckt, wonach anschlie
ßend das Aufpressrohr über das zylindrische Rohr gestülpt
wird, bis die Flansche 28 an der Rückseite des Feder/Dämp
fungselementes 5 anliegen. Anschließend wird das Aufpress
rohr in Richtung auf den Innenring geschoben, wobei das
Feder/Dämpfungselement über den Montagekegel 23 geschoben
wird, wobei sich die Lamellen 27 elastisch aufbiegen. Da
durch gelangt das Feder/Dämpfungselement aus der ersten mit
A gekennzeichneten Stellung auf dem zylindrischen Rohr bis
zum Ende des Montagekegels 25, was mit der Stellung B be
zeichnet ist. Durch weiteres Vorschieben des Aufpressroh
res 25 gleitet das Feder/Dämpfungselement 5 in den Raum
zwischen den Schultern 4 des Innenringes 2. Die gesamte
Vorrichtung wird dann von der Schulter 4 des Innenringes 2
abgezogen.
In Fig. 7 ist ein modifizierter Gleitring 1 darge
stellt. Dieser weist wiederum einen Innenring 2 und einen
Außenring 3 auf, zwischen die ein Feder/Dämpfungselement 5
eingesetzt ist, das durch Schultern 4 des Innenringes 2 am
Platz gehalten wird. Das ringförmige einstückige Feder/
Dämpfungselement weist zwei Randwülste 8 und eine Verbin
dungsstruktur 9 zwischen den Randwülsten 8 auf, die in die
sem Falle durch Querstege 31 gebildet wird.
Die Randwülste 8 sind wiederum aus elastischem Materi
al und liegen an dem Außenumfang des Innenringes 2 und dem
Innenumfang des Außenringes 3 flüssigkeitsdicht an. Ebenso
liegen die Querstege 31 mehr oder minder flüssigkeitsdicht
im Innenring 2 und am Außenring 3 an. Auf diese Weise wird
jeweils zwischen zwei Stegen eine Kammer 32 gebildet. Für
jede Kammer ist eine die Wand des Innenringes 2 durchsto
ßende Zulauföffnung 33 vorgesehen, die als Drosselöffnung
ausgebildet ist. Der Exzenter 6 weist eine um den gesamten
Umfang laufende mittige Nut 34 auf, die mit den Zulauföff
nungen 33 kommuniziert. In der Antriebswelle 7 ist eine
mittige Zulaufbohrung 35 vorgesehen, an deren Ende eine
Querbohrung 36 abzweigt, die in die Nut 34 des Exzenters
mündet. In die Zulauföffnung 25 kann noch ein hier nur an
gedeutetes Ventil 37, z. B. ein Rückschlagventil eingesetzt
werden.
Die Zulaufbohrung 35 ist mit einer hier nicht darge
stellten Quelle für eine Hydraulikflüssigkeit, z. B. Öl,
verbunden. Hierdurch kann über die Zulaufbohrung 35, die
Querbohrung 36, die Nut 34 und die Zulauföffnungen 33 jede
Kammer 32 des Gleitringes mit Öl gefüllt werden.
Bei normaler Funktion des Gleitringes 1 kann dieser
ohne Öl in den einzelnen Kammern 32 betrieben werden, so
dass die Elastizität und Steifigkeit des Gleitringes 1 im
wesentlichen durch die Materialeigenschaft und die Dimensi
onen des Feder/Dämpfungselementes 5 bestimmt ist. Wenn in
die Kammern 32 Öl eingefüllt und unter einem bestimmten
Druck gehalten wird, so wird der Gleitring 1 "steifer" ge
macht, sodass die Elastizität des Gleitringes 1 zusätzlich
oder im wesentlichen durch den Öldruck bestimmt wird. Wie
oben erläutert, kann damit der Kolbenhub der einzelnen Kol
ben der Radialkolbenpumpe vergrößert werden, was insbeson
dere beim Ansaugen von kaltem Öl zweckmäßig ist.
In Fig. 9 ist eine Modifikation des in den Fig. 7
und 8 gezeigten Gleitringes dargestellt. Das Feder/Dämp
fungselement 5 ist ähnlich wie in Fig. 8 aufgebaut, wobei
jedoch die Querstege 31 jeweils von Durchgangsöffnungen 38
durchstoßen werden, die als Drosselöffnungen ausgebildet
sind und jeweils zwei benachbarte Kammern 32 miteinander
verbinden. Hierdurch ist es möglich, in der Wand des Innen
ringes nur eine geringere Anzahl von Zulauföffnungen 33
vorzusehen; im dargestellten Beispiel sind es zwei Zulauf
öffnungen, die wiederum mit der Nut 34 in dem hier nicht
dargestellten Exzenter kommunizieren. Durch eine derartige
Konfiguration des Gleitringes kann das Öl in den jeweiligen
Kammern 32 zu benachbarten Kammern strömen und zwar ausge
hend von dem Bereich, in dem der Innenring 2 nahe an dem
Außenring 3 liegt zu einem Bereich, in dem dieser Abstand
größer ist. Auch ein modifizierter Gleitring gemäß der
Fig. 7 bis 9 kann mit der oben beschriebenen Montagevor
richtung auf den Innenring aufgeschoben werden.
In einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemä
ßen Gleitrings 1 wird vorgeschlagen, am Innenring 2 und am
Außenring 3 Querstege 31 derart anzuordnen, dass diese als
Schottwände wirken und solchermaßen die Strömung des Öls im
Gleitring 1 beeinflussen. Hierdurch wird die Steifigkeit
des Gleitrings 1 insbesondere bei höherer Viskosität des
Öls erhöht. Eine derartige Ausführungsform und deren Funk
tionsweise ist in den Fig. 10 und 11 dargestellt, wobei die
Querstege 31 zwischen Innenring 2 und Außenring abwechselnd
am Innenring bzw. Außenring angeordnet sind. Die Querste
ge 31 reichen nicht vollständig bis zu dem jeweils gegenü
berliegenden Ring, so daß hier Durchgangsöffnungen 38 zwi
schen benachbarten Kammern 32 entstehen.
In Fig. 10 wirken die Kraft K_e des Exzenters und die
Kraft K_k des Kolbens der Radialpumpe gegensinnig auf die
Oberseite des Feder/Dämpfungselements. Der Gleitring wird
dann an der Oberseite zusammengedrückt, so daß dort Öl ver
drängt wird. Der angedeutete Ölfluss F fließt dann ausge
hend von der Oberseite in beiden Richtungen gegensinnig in
Richtung auf die Unterseite des Gleitringes.
In Fig. 11 wirken die beiden Kräfte K_e und K_k gegen
sinnig auf die Unterseite des Gleitrings 1, sodass dieser
hier zusammengedrückt wird. Der angedeutete Ölfluss F
fließt dann ausgehend von dieser Unterseite in beiden Rich
tungen in Richtung auf die Oberseite des Gleitrings.
Als weitere Ausgestaltung kann auch vorgesehen werden,
diese Schottwände beispielsweise im Innenring beweglich zu
lagern, derart, daß sie in Abhängigkeit vom Ölfluss zwi
schen den einzelnen Kammern ein- bzw. ausgefahren werden.
In einer anderen Ausgestaltung kann auch vorgesehen
sein, den Gleitring 1 mit als Schottwände wirkenden Quer
stegen 31 als geschlossenes, hydraulisches Dämpfungselement
auszubilden, also ohne Zulauföffnungen. Hierdurch ergibt
sich ein zusätzlicher Auslegungsfreiheitsgrad, da die Öl
sorte im geschlossenen Gleitring 1 unabhängig von der Öl
sorte der Pumpe ist. Beispielsweise kann als Dämpfungsöl im
geschlossenen Gleitring 1 Silikonöl verwendet werden.
1
Gleitring
2
Innenring
3
Außenring
4
Schulter
5
Feder/Dämpfungselement
6
Exzenter
7
Antriebswelle
8
Randwulst
9
Verbindungsstruktur
10
Dämpfungsring
11
Stege
21
Montagevorrichtung
22
zylindrisches Rohr
23
Montagekegel
24
Flansch
25
Aufpressrohr
26
Schlitze
27
Lamellen
28
Flansch
29
Griff
31
Querstege
32
Kammern
33
Zulauföffnungen
34
Nut
35
Zulaufbohrung
36
Querbohrung
37
Ventil
38
Durchgangsöffnungen
F Ölfluß im Gleitring
K_e Kraft des Exzenters
K_k Kraft des Kolbens
F Ölfluß im Gleitring
K_e Kraft des Exzenters
K_k Kraft des Kolbens
Claims (18)
1. Gleitring (1) für eine Radialkolbenpumpe, mit einem
Innenring (2) und einem koaxialen Außenring (3), zwischen
denen ein Feder/Dämpfungselement (5) angeordnet ist, da
durch gekennzeichnet, dass das Feder/
Dämpfungselement (5) einstückig ist und an beiden Seiten
jeweils einen ringförmigen Randwulst (8) aufweist, der am
Seitenrand des Innenringes (2) an dessen Außenumfang und am
Rand des Außenringes (3) an dessen Innenumfang anliegt, und
dass zwischen den Randwülsten (8) eine Verbindungsstruk
tur (9) vorgesehen ist.
2. Gleitring nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Verbindungsstruktur (9) zumin
dest einen weiteren am Außenumfang des Innenringes (2) und
am Innenumfang des Außenringes (3) anliegenden Wulst (10)
aufweist, der mit den Randwülsten (8) verbunden ist.
3. Gleitring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, dass der Gleitring (1) im we
sentlichen eine Anordnung aus mehreren parallelen und ne
beneinander liegenden Wülsten (8, 10) ist, die miteinander
verbunden sind.
4. Gleitring nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Wüls
te (8, 10) durch Stege (11) miteinander verbunden sind.
5. Gleitring nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Stege (11) im wesentlichen
längs des gesamten seitlichen Umfanges der Wülste (8, 10)
verlaufen.
6. Gleitring nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Stege (11) nur längs eines
Teiles des seitlichen Umfanges der Wülste (8, 10) verlau
fen.
7. Gleitring nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, dass die Stege (11) als
Sollbruchstellen ausgebildet sind, die während des Betrie
bes des Gleitringes aufbrechen.
8. Gleitring nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Wüls
te (8, 10) Dämpfungsringe mit kreisförmigem Querschnitt
sind.
9. Gleitring nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, dass die Wülste (8, 10)
einen Grundkörper und hieran anschließend Dichtlippen auf
weisen, die an dem Außenring (3) und/oder Innenring (2)
anliegen.
10. Gleitring nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Randwülste (8) am Innen
ring (2) und Außenring (3) flüssigkeitsdicht anliegen und
über Querstege (31) miteinander verbunden sind, die am In
nenring (2) und/oder Außenring (3) anliegen, sodass längs
des äußeren Umfanges des Feder/Dämpfungselementes (5) zwi
schen den Randwülsten (8) mehrere durch die Querstege (31)
getrennte Kammern (32) zwischen Innenring (2) und Außen
ring (3) entstehen.
11. Dämpfungsring nach Anspruch 10, dadurch ge
kennzeichnet, dass die Kammern (32) zumindest
jeweils eine Zulauföffnung (33, 38) für eine Flüssigkeit
aufweisen und dass zumindest eine dieser Zulauföffnun
gen (33) in der Umfangswand des Innenringes (2) vorgesehen
sind.
12. Dämpfungsring nach Anspruch 10 oder 11, dadurch
gekennzeichnet, dass die Querstege (31) mit
Durchgangsöffnungen (38) versehen sind, sodass hierdurch
jeweils zwei benachbarte Kammern (32) verbunden werden.
13. Gleitring nach Anspruch 11 oder 12, dadurch
gekennzeichnet, dass die Zulauföffnun
gen (33) in der Wand des Innenringes (2) mit einer Flüssig
keitsquelle verbindbar sind.
14. Gleitring nach einem der Ansprüche 10 bis 13, da
durch gekennzeichnet, dass die Querste
ge (31) als Schottwände ausgebildet sind, die am Innen
ring (2) und/oder Außenring (3) angeordnet sind.
15. Gleitring nach einem der Ansprüche 10 bis 14, da
durch gekennzeichnet, dass die Querstege
in den Innenring (2) und/oder in den Außenring (3) einfahr
bar und aus diesen ausfahrbar sind.
16. Vorrichtung zum Einsetzen eines ringförmigen Fe
der/Dämpfungselementes auf einen Innenring (2) eines Gleit
ringes, wobei der Innenring an seinen Seitenrändern umlaufende
Schultern (4) aufweist, die das Feder/Dämpfungsele
ment (5) am Platz halten, gekennzeichnet
durch folgende Merkmale:
- - ein zylindrisches Rohr (22), das einen Außendurchmes ser etwa entsprechend demjenigen des Innenringes (2) aufweist und auf das das Feder/Dämpfungselement (5) aufsteckbar ist;
- - einen sich an das zylindrische Rohr (22) anschließen den konisch sich erweiternden und auf eine Schul ter (4) des Innenringes (2) auflegbaren Montageke gel (23);
- - ein separates Aufpressrohr (25), das bündig auf das zylindrische Rohr (22) aufsteckbar ist und das an dem den zylindrischen Rohr (22) zugewandten Ende über zu mindest einen Teil seiner Länge um den gesamten Umfang in Längsrichtung mehrfach geschlitzt ist, sodass meh rere durch Schlitze (26) getrennte Lamellen (27) ent stehen, die elastisch aufbiegbar sind und an ihrem vorderen freien Ende jeweils einen radial nach außen gerichteten Flansch (28) aufweisen, der in Anlage an das auf das zylindrische Rohr (22) aufgesteckte Fe der/Dämpfungselement (5) bringbar ist und mit dem das Feder/Dämpfungselement (5) unter Aufspreizen der La mellen (27) über den konischen Montagekegel (23) auf den Umfang des Innenringes (2) schiebbar ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch ge
kennzeichnet, dass der Durchmesser des zy
lindrischen Rohres (22) kleiner als derjenige des Innenrin
ges (2) ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch
gekennzeichnet, dass das Aufpressrohr (25)
an seinem dem Flansch (28) gegenüberliegenden Ende mit ei
nem Griff (29) versehen ist.
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