DE102006048657A1 - Radial piston pump, has needle roller bearing provided with external ring, whose eccentric movement is converted into reciprocating movement of pump plunger, where external ring is arranged radially within non-circular external sleeve - Google Patents

Radial piston pump, has needle roller bearing provided with external ring, whose eccentric movement is converted into reciprocating movement of pump plunger, where external ring is arranged radially within non-circular external sleeve Download PDF

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Abstract

The pump (1) has a pump shaft (2), and an eccentric ring (3) fastened to the shaft, where the eccentric ring forms an inner ring of a needle roller bearing (4). The bearing has an external ring (7), whose eccentric movement is converted into a reciprocating movement of a pump plunger (16). The external ring is arranged radially within a non-circular external sleeve (14), where the plunger has an external surface that lies at the external sleeve. The external sleeve is designed to have an oval shape, and is guided in housing in a non-rotatable manner.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft eine Radialkolbenpumpe mit einem rotierenden Exzenterring, dessen exzentrische Bewegung über ein Wälzlager in eine hin- und hergehende Bewegung mindestens eines Kolbens umgesetzt wird.The The invention relates to a radial piston pump with a rotating Eccentric, whose eccentric movement via a rolling bearing in a reciprocating Movement is implemented at least one piston.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Eine Radialkolbenpumpe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist beispielsweise aus der DE 101 58 768 A1 bekannt. Diese Radialkolbenpumpe weist einen drehfest mit einer rotierenden Pumpenwelle verbundenen Exzenterring auf, auf dessen Mantelfläche ein Nadellager angeordnet ist. Dieses besteht aus einer Nadelhülse mit radial nach innen gerichteten Borden, zwischen denen in einem Käfig geführte Lagernadeln abrollen, deren äußere Laufbahn von der inneren Mantelfläche der Nadelhülse und deren innere Laufbahn von der Mantelfläche des Exzenterrings gebildet ist. An einer Seite zwischen den Borden der Nadelhülse und dem Exzenterring ist eine Anlaufscheibe angeordnet, die den Exzenterring radial überdeckt, so dass eine unverlierbare Baueinheit gebildet ist, wobei die Anlaufscheibe in einer umlaufenden Nut der Nadelhülse gehalten ist. Ein Pumpenplunger der Radialkolpenpumpe nach der DE 101 58 768 A1 stützt sich direkt auf der Nadelhülse ab.A radial piston pump with the features of the preamble of claim 1 is for example from the DE 101 58 768 A1 known. This radial piston pump has a rotatably connected to a rotating pump shaft eccentric ring, on the lateral surface of a needle bearing is arranged. This consists of a needle sleeve with radially inwardly directed ribs, between which roll in a cage guided bearing needles whose outer race is formed by the inner circumferential surface of the needle sleeve and the inner race of the outer surface of the eccentric ring. On one side between the rims of the needle sleeve and the eccentric a thrust washer is arranged, which covers the eccentric ring radially, so that a captive assembly is formed, wherein the thrust washer is held in a circumferential groove of the needle sleeve. A pump plunger of the radial piston pump after the DE 101 58 768 A1 is supported directly on the needle sleeve.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Radialkolbenpumpe anzugeben, welche ein auf einem Exzenterring angeordnetes Wälzlager aufweist und sich durch einen besonderes geringen Verschleiß auszeichnet.Of the Invention has for its object to provide a radial piston pump, which has an arranged on an eccentric roller bearing and through distinguishes a special low wear.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Radialkolbenpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. In an sicht bekannter Weise wird bei dieser Radialkolbenpumpe eine rotierende Bewegung eines Exzenterrings in eine reziprozierende, dass heißt hin- und hergehende Bewegung eines Pumpenplungers umgesetzt, wobei der Exzenterring den Innenring eines Wälzlager bildet. Der Außenring des Wälzlagers wirkt jedoch nicht direkt mit dem mindestens einen Pumpenplunger zusammen, sondern ist innerhalb eines weiteren Rings, einer so genannten Außenhülse, angeordnet, wobei die Positionierung des Außenrings des Wälzlagers innerhalb der Außenhülse durch Rotation des Exzenterrings veränderbar ist. Die Außenhülse weist eine nicht kreisförmige, vorzugsweise ovale Form auf.These The object is achieved by a radial piston pump with the features of claim 1. In view known manner is a rotating in this radial piston pump Movement of an eccentric ring into a reciprocal, that is, back and reacted movement of a pump plunger, wherein the Eccentric ring forms the inner ring of a rolling bearing. The outer ring of the roller bearing However, it does not work directly with the at least one pump plunger together, but is within another ring, a so-called Outer sleeve, arranged, the positioning of the outer ring of the rolling bearing through inside the outer sleeve Rotation of the eccentric ring changeable is. The outer sleeve has a non-circular, preferably oval shape.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, das durch die exzentrische Bewegung des Innenrings des Wälzlagers dessen Außenring zwangsläufig auch eine Bewegungskomponente orthogonal zur Bewegungsrichtung des Pumpenplungers erfährt. Diese Bewegungskomponente fördert Verschleiß an der Kontaktstelle zwischen dem Außenring und dem Pumpenplunger.The Invention goes from consideration characterized by the eccentric movement of the inner ring of the rolling bearing its outer ring inevitably also a component of motion orthogonal to the direction of movement of the Pump plunger learns. These Movement component promotes Wear on the Contact point between the outer ring and the pump plunger.

Ein solcher Verschleiß wird nach der Erfindung dadurch vermieden oder zumindest wesentlich gemindert, das der Außenring des Wälzlagers nicht unmittelbar, sondern über eine zusätzliche Außenhülse auf den Pumpenplunger einwirkt. Dadurch, dass der Außenring des Wälzlagers quer zur Bewegungsrichtung des Pumpenplungers in der Außenhülse verlagerbar ist, erfährt die Außenhülse beim Betrieb der Radialkolbenpumpe eine Querbewegungskomponente, welche geringer ist als die Querbewegungskomponente des Außenrings des Wälzlagers. Unter einer Querbewegungskomponente wird dabei eine orthogonal zur Bewegungsrichtung des Pumpenplungers gerichtete Bewegungskomponente verstanden.One such wear becomes avoided or at least significantly reduced according to the invention, that the outer ring of the rolling bearing not immediately, but over an additional Outer shell on the pump plunger acts. Because of the outer ring of the rolling bearing displaceable transversely to the direction of movement of the pump plunger in the outer sleeve is, learns the outer sleeve during operation the radial piston pump a transverse movement component, which is lower is as the transverse movement component of the outer ring of the rolling bearing. Under a transverse movement component is an orthogonal to Movement direction of the pump plunger understood motion component.

In bevorzugter Ausgestaltung beschreibt die innere Oberfläche der Außenhülse eine Ellipse, wobei die Differenz zwischen deren Halbachsen mindestens dem Abstand zwischen der Rotationsachse des Exzenterrings und der Achse des Wälzlagers entspricht. Damit ist die Rotation des Exzenterrings in eine ausschließlich lineare Bewegung der Außenhülse umsetzbar. Vorzugsweise ist die Außenhülse nicht drehbar in einem Gehäuse der Radialkolbenpumpe geführt, wobei einander gegenüberliegende Außenseiten der Außenhülse jeweils eine am Gehäuse anliegende Abflachung aufweisen. Es liegt damit eine Gleitlagerung der vorzugsweise als spanlos umgeformtes Blechteil gefertigten Außenhülse im Gehäuse vor. Die Radialkolbenpumpe weist in bevorzugter Ausgestaltung zwei um 180° gegeneinander versetzt angeordnete Kolben auf, wobei jeder dieser Kolben mittig zwischen den Abflachungen der Außenhülse von dieser betätigt wird.In preferred embodiment describes the inner surface of the Outer sleeve one Ellipse, where the difference between their semi-axes at least the distance between the axis of rotation of the eccentric ring and the Axis of the rolling bearing corresponds. Thus, the rotation of the eccentric ring is in an exclusively linear Movement of the outer sleeve implementable. Preferably, the outer sleeve is not rotatable in a housing guided the radial piston pump, being opposite each other outsides the outer sleeve respectively one on the housing having flattening. It is thus a slide bearing the outer sleeve preferably made as a non-cutting formed sheet metal part in the housing before. The radial piston pump has two in a preferred embodiment 180 ° against each other staggered pistons, each of these pistons centered between the flats of the outer sleeve is actuated by this.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Außenhülse zwei Borde auf, welche sie gegen axiale Verschiebung relativ zum Außenring sichern. Eine zur Kontaktierung des Pumpenplungers vorgesehene Anlagefläche an der Oberfläche der Außenhülse befindet sich axial zwischen den Borden. Die Borde gehen jedoch nicht direkt in die Anlagefläche über; vielmehr schließt sich an jeden Bord eine Randwulst an, wobei die Anlagefläche relativ zur Randwulst radial nach innen versetzt ist. Die Außenhülse weist damit auch bei geringer Wandstärke, welche eine rationelle Umformung zulässt, eine hohe Stabilität auf.To According to an advantageous development, the outer sleeve has two ribs, which secure them against axial displacement relative to the outer ring. One for contacting the pump plunger provided contact surface on the surface of Outer sleeve is located axially between the shelves. The shelves, however, do not go directly in the contact area over; much more includes At each board to a bead on, with the contact surface relative is displaced radially inward to the edge bead. The outer sleeve has so that even with low wall thickness, which allows a rational transformation, a high stability.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierhin zeigen:Hereinafter, an embodiment of the invention explained in more detail with reference to a drawing. Show here:

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

1 Ausschnittsweise in einem Längsschnitt eine einen Exzenterring aufweisende Radialkolbenpumpe, und 1 Partial in a longitudinal section a eccentric ring having a radial piston pump, and

2 einen Querschnitt der Radialkolbenpumpe nach 1. 2 a cross section of the radial piston pump after 1 ,

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing

Die 1 und 2 zeigen in verschiedenen Schnitten ausschnittsweise eine Radialkolbenpumpe 1, hinsichtlich deren grundsätzlicher Funktion auf die DE 40 27 794 C2 verwiesen wird. Auf einer Pumpenwelle 2 der Radialkolbenpumpe 1 ist ein Exzenterring 3 befestigt, der den Innenring eines Wälzlagers 4 bildet. Die Symmetrieachse der Pumpenwelle 2, das heißt die Rotationsachse des Exzenterrings 3, ist mit S bezeichnet. Von dieser Symmetrieachse S ist die Achse A des Wälzlagers 4 um einen Abstand d, auch als Exzentrität bezeichnet, beabstandet. Auf der durch den Exzenterring 3 gebildeten Innenlaufbahn 5 des Wälzlagers 4 rollen Nadeln als Wälzkörper 6 ab. Ein Außenring 7 des Wälzlagers 4 bildet die zugehörige Außenlaufbahn 8 des als Nadellager aufgebauten Wälzlagers 4. Der als spanlos umgeformtes Blechteil gefertigte Außenring 7 weist beidseitige Borde 9, 10 auf, wobei am Übergang zwischen der Außenlaufbahn 8 und dem Bord 10 eine Nut 11 gebildet ist, in welche eine Anlaufscheibe 12 eingreift, wie prinzipiell beispielsweise aus der DE 101 58 768 A1 bekannt. Durch die Anlaufscheibe 12 und den Bord 9 ist der Außenring 7 auf dem Exzenterring 3 gegen axiale Verschiebung gesichert. Die einzelnen Wälzkörper 6 des Wälzlagers 4 sind in einem Käfig 13 geführt.The 1 and 2 show in sections a fragmentary radial piston pump 1 , with regard to their fundamental function on the DE 40 27 794 C2 is referenced. On a pump shaft 2 the radial piston pump 1 is an eccentric ring 3 attached to the inner ring of a rolling bearing 4 forms. The symmetry axis of the pump shaft 2 that is the axis of rotation of the eccentric ring 3 , is denoted by S. From this symmetry axis S is the axis A of the rolling bearing 4 spaced by a distance d, also referred to as eccentricity. On the through the eccentric ring 3 formed inner raceway 5 of the rolling bearing 4 roll needles as rolling elements 6 from. An outer ring 7 of the rolling bearing 4 forms the associated outer raceway 8th of the roller bearing constructed as a needle bearing 4 , The machined as a chipless formed sheet metal outer ring 7 has double-sided shelves 9 . 10 on, being at the transition between the outer raceway 8th and the board 10 a groove 11 is formed, in which a thrust washer 12 engages, as in principle, for example, from DE 101 58 768 A1 known. Through the thrust washer 12 and the board 9 is the outer ring 7 on the eccentric ring 3 secured against axial displacement. The individual rolling elements 6 of the rolling bearing 4 are in a cage 13 guided.

Der Außenring 7 befindet sich innerhalb einer Außenhülse 14, welche wie der Außenring 7 als spanlos umgeformtes Blechteil gefertigt ist, jedoch keine Kreisform, sondern eine ovale Form aufweist. Eine innere Oberfläche 15 der Außenhülse 14 beschreibt eine Ellipse, wobei die Differenz zwischen deren Halbachsen mindestens so groß ist wie der Abstand d zwischen der Rotationsachse S des Exzenterring 3 und der Achse A des Wälzlagers 4. Bei Rotation der Achse A des Wälzlagers 4 um die Rotationsachse S des Exzenterrings 3 wird der Außenring 7 in Querrichtung Q innerhalb der Außenhülse 14 verlagert. Gleichzeitig wird die Außenhülse 14 in zur Querrichtung Q orthogonaler Betätigungsrichtung B reziprozierend verlagert. Die reziprozierende Bewegung der Außenhülse 14 wird von dieser direkt übertragen auf zwei sich diametral gegenüberliegende, lediglich gestrichelt angedeutete Pumpenplunger 16.The outer ring 7 located inside an outer sleeve 14 , which like the outer ring 7 is produced as a non-cutting formed sheet metal part, but has no circular shape, but an oval shape. An inner surface 15 the outer sleeve 14 describes an ellipse, wherein the difference between the semi-axes thereof is at least as large as the distance d between the axis of rotation S of the eccentric ring 3 and the axis A of the rolling bearing 4 , Upon rotation of the axis A of the rolling bearing 4 about the rotation axis S of the eccentric ring 3 becomes the outer ring 7 in the transverse direction Q within the outer sleeve 14 relocated. At the same time, the outer sleeve 14 in the transverse direction Q orthogonal actuating direction B reciprocally displaced. The reciprocating movement of the outer sleeve 14 is transferred directly from this to two diametrically opposite, only indicated by dashed lines pump plunger 16 ,

Die um 180° relativ zueinander versetzt angeordneten Pumpenplunger 16 kontaktieren die Außenhülse 14 jeweils an einer Anlagefläche 17. Die Anlagefläche 17 befindet sich axial zwischen zwei in radialer Richtung hervorstehenden Randwülsten 18, 19 der Außenhülse 14. Die Randwülste 18, 19 gehen über in radial nach innen gerichtete Borde 20, 21, welche den Außenring 7 umgreifen, so dass die Außenhülse 14 unverlierbar auf dem Außenring 7 gehalten ist. Der Exzenterring 3, das Wälzlager 4 sowie die Außenhülse 14 bilden damit eine montagefertige Baueinheit 22. Die gesamte Baueinheit 22 befindet sich in einem Gehäuse 23 der Radialkolbenpumpe 1 zwischen zwei vom Gehäuse 23 gebildeten oder starr mit diesem verbundenen Führungsflächen 24. An jeder der einander gegenüberliegende Führungsflächen 24 liegt die Außenhülse 14 mit jeweils einer Abflachung 25 an, sodass die Außenhülse 14 ausschließlich linear verschieblich im Gehäuse 5 gelagert ist. Jegliche Rotation der Außenhülse 14 wird somit vermieden. Damit tritt keine Gleitreibung zwischen den Anlageflächen 17 und den Pumpenplungern 16 auf. Die Radialkolbenpumpe 1 zeichnet sich durch eine besonders hohe Lebensdauer aus.The offset by 180 ° relative to each other arranged pump plunger 16 contact the outer sleeve 14 each at a contact surface 17 , The contact surface 17 is located axially between two radially protruding Randwülsten 18 . 19 the outer sleeve 14 , The marginal ridges 18 . 19 go over in radially inwardly directed rims 20 . 21 which the outer ring 7 embrace so that the outer sleeve 14 captive on the outer ring 7 is held. The eccentric ring 3 , the rolling bearing 4 as well as the outer sleeve 14 thus form a ready-to-assembly unit 22 , The entire unit 22 is located in a housing 23 the radial piston pump 1 between two of the case 23 formed or rigidly connected to this guide surfaces 24 , At each of the opposing guide surfaces 24 is the outer sleeve 14 each with a flattening 25 on, so that the outer sleeve 14 only linearly displaceable in the housing 5 is stored. Any rotation of the outer sleeve 14 is thus avoided. There is no sliding friction between the contact surfaces 17 and the pump plungers 16 on. The radial piston pump 1 is characterized by a particularly long service life.

11
RadialkolbenpumpeRadial piston pump
22
Pumpenwellepump shaft
33
Exzenterringeccentric
44
Wälzlagerroller bearing
55
InnenlaufbahnInner raceway
66
Wälzkörperrolling elements
77
Außenringouter ring
88th
AußenlaufbahnOuter race
99
Bordshelf
1010
Bordshelf
1111
Nutgroove
1212
Anlaufscheibethrust washer
1313
KäfigCage
1414
Außenhülseouter sleeve
1515
innere Oberflächeinner surface
1616
Pumpenplungerpump plungers
1717
Anlageflächecontact surface
1818
Randwulstbead
1919
Randwulstbead
2020
Bordshelf
2121
Bordshelf
2222
Baueinheitunit
2323
Gehäusecasing
2424
Führungsflächeguide surface
2525
Abflachungflattening
AA
Achse des Wälzlagersaxis of the rolling bearing
BB
Betätigungsrichtungoperating direction
dd
Abstand zwischen den Achsen A und Sdistance between the axes A and S.
QQ
Querrichtungtransversely
SS
Symmetrieachse der Pumpenwelleaxis of symmetry the pump shaft

Claims (10)

Radialkolbenpumpe, mit einer Pumpenwelle (2), auf der ein Exzenterring (3) befestigt ist, welcher den Innenring eines Wälzlagers (4) bildet, wobei die exzentrische Bewegung eines Außenrings (7) des Wälzlagers (4) in eine reziprozierende Bewegung eines Pumpenplungers (16) umsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (7) radial innerhalb einer nicht kreisförmigen Außenhülse (14) angeordnet ist, an dessen äußerer Oberfläche der Pumpenplunger (16) anliegt.Radial piston pump, with a pump shaft ( 2 ), on which an eccentric ring ( 3 ), which the inner ring of a rolling bearing ( 4 ), wherein the eccentric movement of an outer ring ( 7 ) of the rolling bearing ( 4 ) in a reciprocating motion of a pump plunger ( 16 ), characterized in that the outer ring ( 7 ) radially within a non-circular outer sleeve ( 14 ) is arranged, on whose outer surface the pump plunger ( 16 ) is present. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenhülse (14) eine ovale Form aufweist.Radial piston pump according to claim 1, characterized in that the outer sleeve ( 14 ) has an oval shape. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Oberfläche (15) der Außenhülse (14) eine Ellipse beschreibt, wobei die Differenz zwischen deren Halbachsen mindestens dem Abstand (d) zwischen der Rotationsachse (S) des Exzenterrings (3) und der Achse (A) des Wälzlagers (4) entspricht.Radial piston pump according to claim 2, characterized in that the inner surface ( 15 ) of the outer sleeve ( 14 ) describes an ellipse, wherein the difference between the semi-axes of at least the distance (d) between the axis of rotation (S) of the eccentric ring ( 3 ) and the axis (A) of the rolling bearing ( 4 ) corresponds. Radialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenhülse (14) nicht drehbar in einem Gehäuse (5) geführt ist.Radial piston pump according to one of claims 1 to 3, characterized in that the outer sleeve ( 14 ) not rotatable in a housing ( 5 ) is guided. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Exzenterring (3) an gegenüberliegenden Außenseiten zwei jeweils am Gehäuse (5) anliegende Abflachungen (25) aufweist.Radial piston pump according to claim 4, characterized in that the eccentric ring ( 3 ) on opposite outer sides two each on the housing ( 5 ) adjacent flats ( 25 ) having. Radialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (4) als Nadellager ausgebildet ist.Radial piston pump according to one of claims 1 to 5, characterized in that the rolling bearing ( 4 ) is designed as a needle bearing. Radialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenhülse (14) als spanlos umgeformtes Blechteil ausgebildet ist.Radial piston pump according to one of claims 1 to 6, characterized in that the outer sleeve ( 14 ) is formed as a chipless formed sheet metal part. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenhülse (14) zwei Borde (20, 21) aufweist, welche die Außenhülse (14) gegen axiale Verschiebung relativ zum Außenring (7) sichern.Radial piston pump according to claim 7, characterized in that the outer sleeve ( 14 ) two shelves ( 20 . 21 ), which the outer sleeve ( 14 ) against axial displacement relative to the outer ring ( 7 ) to back up. Radialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenhülse (14) eine zur Kontaktierung des Pumpenplungers (16) vorgesehene Anlagefläche (17) aufweist, welche im Vergleich zu einer Randwulst (18, 19) der Außenhülse (14) radial nach innen versetzt ist.Radial piston pump according to one of claims 1 to 8, characterized in that the outer sleeve ( 14 ) one for contacting the pump plunger ( 16 ) provided contact surface ( 17 ), which compared to a bead ( 18 . 19 ) of the outer sleeve ( 14 ) is offset radially inwards. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenhülse (14) beiderseits der Anlagefläche (17) jeweils eine Randwulst (18, 19) aufweist.Radial piston pump according to claim 9, characterized in that the outer sleeve ( 14 ) on both sides of the contact surface ( 17 ) one edge bead ( 18 . 19 ) having.
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