DE102011053148A1 - Radialkolbenpumpe - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Radialkolbenpumpe nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
- Radialkolbenpumpen sind allgemein bekannt. Hierzu wird beispielsweise auf die
DE 41 30 686 C2 und dieDE 196 35 801 B4 verwiesen. - In der
DE 101 13 694 A1 ist eine Radialkolbenpumpe mit einem Entlüftungsrückschlagventil zur Verbesserung des Anlaufverhaltens beschrieben. - Die
DE 195 10 206 B4 beschreibt zur energetischen Regelung einer Radialkolbenpumpe eine Saugregelung mit einer elektrisch angesteuerten Saugdrossel. Radialkolbenpumpen werden vielfach im Fahrzeugbau eingesetzt. Dies gilt z. B. für Fahrwerksanwendungen, wobei Pumpen mit hohen Drücken benötigt werden. Diese Pumpen sollten jedoch aus energetischen Gründen, insbesondere im Hinblick auf deren Leistungsaufnahme, geregelt sein. Darüber hinaus sollten sie geräuschlich nicht auffällig im Fahrzeug sein. Weiterhin sollten sie gewichts- und kostenoptimiert und kompakt sein. Hochdruckdichtungen nach außen sollten ebenfalls nur in einer möglichst geringen Anzahl vorhanden sein. - Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die bekannten Radialkolbenpumpen in dem vorstehend genannten Sinne weiter zu verbessern.
- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
- Durch die Integrierung bzw. die Aufnahme des Drucksammelraumes in den Gehäusedeckel zusammen mit den Rückschlagventilen wird eine Geräuschoptimierung erreicht. Das in den Zylinderbohrungen über die Druckölbohrungen ausgestoßene Öl gelangt impulsmäßig in den Drucksammelraum. Die Erfinder haben erkannt, dass eine Ölförderung mit geringerer Pulsation erreicht werden kann, wenn im Unterschied zum Stand der Technik Rückschlagventile nicht in den Druckölbohrungen angeordnet, sondern in den Gehäusedeckel gelegt werden. Diese Ausgestaltung bewirkt darüber hinaus auch niedrigere Materialspannungen.
- Alternativ zu den in Verlängerung der Druckölbohrungen angeordneten Rückschlagventile kann auch zur Lösung der gestellten Aufgabe vorgesehen sein, dass der Drucksammelraum im Gehäusedeckel angeordnet ist und dass das wenigstens eine Rückschlagventil als Plattenventil in Form eines Ringes ausgebildet ist, zwischen der Zylindertrommel und dem Gehäusedeckel angeordnet ist und die Ölauslassöffnungen der Druckölbohrungen abdeckt.
- Auch in diesem Falle stehen die Druckölbohrungen in der Zylindertrommel für eine Vergleichmäßigung der Ölströmung ohne störende Einbauten zur Verfügung. Öl unter Druck, das auf das Plattenventil auftrifft, führt dazu dass der Ring jeweils an der dazugehörigen Ölauslassöffnung von der Zylindertrommel abhebt, und damit das Ventil umströmen und in den Drucksammelraum gelangen kann.
- In einfacher Weise kann der Drucksammelraum als Tilger in Form eines umlaufenden Ringraumes in dem Gehäusedeckel angeordnet sein.
- Eine weitere Geräuschoptimierung kann erreicht werden, wenn die Antriebswelle mit dem Exzenter mit einem Ausgleichsexzenter als Masseausgleichsgewicht versehen ist. Durch diese Ausgestaltung erreicht man eine Verringerung der statischen Unwucht.
- Zur Geräuschreduzierung kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Förderkolben über zwei Ringe auf der Exzenterwelle gelagert sind. Dabei kann der Innenring für eine gute Gleitung aus Bronze bestehen.
- Eine weitere Möglichkeit, die Kompaktheit der Radialkolbenpumpe zu erhöhen, kann darin bestehen, dass ein Ölbehälter und ein Saugdrosselventil an das Pumpengehäuse der Radialkolbenpumpe angesetzt sind.
- Eine Reduzierung der Anzahl von Hochdruckdichtungen kann erreicht werden, wenn in einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen ist, dass die Zylindertrommel auf einer Stirnseite und umfangsseitig von dem Pumpengehäuse umschlossen ist. In diesem Falle sind für die Radialkolbenpumpe nur Niederdruckdichtungen erforderlich, denn auf einer Seite wird die Zylindertrommel stirnseitig durch das Pumpengehäuse und auf der anderen Seite durch den Gehäusedeckel abgeschlossen.
- Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen und aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel.
- Es zeigt:
-
1 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Radialkolbenpumpe; -
2 einen Längsschnitt durch die Radialkolbenpumpe nach1 ; -
3 einen weiteren Längsschnitt durch die Kolbenpumpe in einer anderen Ebene mit Rückschlagventilen; -
4 ausschnittsweise einen Längsschnitt entsprechend3 mit einem Plattenventil; -
5 ausschnittsweise eine vergrößerte Darstellung im Bereich eines Förderkolbens; -
6 eine Ansicht der Radialkolbenpumpe mit einem Ölbehälter und einem Saugdrosselventil; und -
7 einen Schnitt durch das Saugdrosselventil nach der6 . - Aufbau und Wirkungsweise einer Radialkolbenpumpe sind grundsätzlich bekannt, weshalb nachfolgend nur auf die für die Erfindung wesentlichen Teile näher eingegangen wird.
- Die Radialkolbenpumpe weist eine Antriebswelle
1 auf, die in einem Pumpengehäuse2 gelagert ist. Die Antriebswelle1 trägt einen Exzenter3 zum Betätigen von mehreren über den Umfang verteilt angeordneten Förderkolben4 . Die radial nach außen gerichteten Förderkolben4 werden durch Druckfedern5 in Richtung auf die Umfangsfläche des Exzenters3 in Anlage gehalten. - Die Förderkolben
4 sind in Zylinderbohrungen6 einer Zylindertrommel7 geführt. Die Zylinderbohrungen6 sind jeweils am Außenumfang durch Verschlusskappen8 abgeschlossen. Die Verschlusskappen haben außenseitig jeweils die Form einer Kuppe9 , durch die sie sich gut an den inneren Gehäuseradius anschmiegen. Die Verschlusskappen8 sind in die Zylinderbohrungen6 eingepresst. - Das Exzenterlager ist als "schwimmende Buchse" ausgebildet, wobei für eine Gleitwirkung ein Innenring
10 aus z. B. Bronze bestehen kann. Ein Außenring11 kann aus Stahl bestehen. Die Kolben stützen sich mit einer Linienberührung jeweils auf den Außenring11 ab. - Wie aus den
2 und3 ersichtlich ist, ist die Zylindertrommel7 umfangsseitig von dem Pumpengehäuse2 vollständig umschlossen. Durch diese Ausstattung sind für die Radialkolbenpumpe nur Niederdruckdichtungen erforderlich, da auf der Eingangsseite die Zylindertrommel stirnseitig durch das Pumpengehäuse und auf der anderen Seite durch einen Gehäusedeckel12 abgeschlossen ist. In dem Gehäusedeckel12 ist auch die Antriebswelle1 über ein Gleitlager13 gelagert. Der Gehäusedeckel12 ist mit einem ringförmigen Drucksammelraum14 versehen, der als Tilger wirkt. Über mehrere, über den Umfang verteilt angeordnete Schrauben15 ist das Pumpengehäuse2 mit dem Gehäusedeckel12 verbunden. - Je zwei Bohrungen, Kanäle oder Nuten
16 und17 im Pumpengehäuse2 und im Gehäusedeckel12 , die axial im Bereich des hinteren Gleitlagers13 und eines vorderen Gleitlagers18 verlaufen, bewirken eine Entlüftung, wodurch Öl aus einem Saugraum31 von beiden Seiten an die Lager kommt. - Auf der von der Antriebs- bzw. Eingangsseite abgewandten Seite des Exzenters
3 ist ein zweiter Exzenter als Ausgleichsexzenter20 für einen Massenausgleich angeordnet. Der Ausgleichsexzenter20 ist hierzu umfangsseitig um 180° versetzt zu dem Exzenter3 angeordnet und bewirkt einen statischen Ausgleich. - Von den Zylinderbohrungen
6 zweigen axial Druckölbohrungen34 als Querbohrungen zur Weiterförderung des Öles ab. In Verlängerung der Druckölbohrungen34 und koaxial zu diesen sind in dem Gehäusedeckel12 Rückschlagventile21 angeordnet von denen aus das Öl über in den Umfangswänden der Rückschlagventile21 angeordneten Bohrungen in den Drucksammelraum14 gelangt. - Durch diese Anordnung der Rückschlagventile
21 werden Pulsationen und damit auch eine Geräuschentwicklung reduziert. Hierfür dienen auch Dichtringe19 in Form von O-Ringen, die jeweils zwischen dem Pumpengehäuse2 und dem Gehäusedeckel12 um Ölauslassöffnungen35 der Druckölbohrungen34 gelegt sind. - Anstelle von Rückschlagventilen für jede Druckölbohrung
34 kann auch alternativ dazu in einer einfacheren Ausführungsform ein Plattenventil in Form eines Ringes als Rückschlagventil32 zwischen der Zylindertrommel7 und dem Deckel12 angeordnet werden. Diese Ausgestaltung ist in der4 ausschnittsweise dargestellt. Wie ersichtlich deckt das Rückschlagventil32 die Ölauslassöffnungen35 ab. Der Ring des Rückschlagventils32 ist dabei derart ausgebildet, dass er bei einem Auftreffen von Drucköl über die Ölauslassöffnungen35 auf den Ring im Bereich der jeweiligen Auslassöffnung35 der Druckölbohrungen34 abhebt, wodurch das Öl den Ring radial umströmen und in den Drucksammelraum14 eintreten kann. - Eine Abdichtung nach außen erfolgt durch einen Dichtring
33 , der im Bereich des Außenumfanges der Zylindertrommel7 zwischen der Zylindertrommel7 und dem Gehäusedeckel12 angeordnet ist. - Die
5 zeigt eine vergrößerte Darstellung im Bereich eines Förderkolbens4 . Der Förderkolben4 ist mit mehreren über den Umfang verteilt angeordneten Zulaufbohrungen22 versehen. Jeweils im Bereich der Zulaufbohrungen22 sind zylindrische Ansenkungen23 in der inneren Umfangswand der Zylindertrommel7 angeordnet. - Wenn der Förderkolben
4 nach Ausschieben des Öles durch die Kraft der Druckfeder5 wieder zurück an den Exzenter3 geschoben wird, ist das dazugehörige Rückschlagventil geschlossen und der Förderkolben4 baut in der Zylinderbohrung6 ein Vakuum auf. Wenn die Zulaufbohrungen22 im Bereich des unteren Totpunktes über die Ansenkungen23 mit dem Saugraum31 in Verbindung kommen, wird das Vakuum ausgeglichen, denn es kann Öl von dem Saugraum31 in die Förderkolben4 einströmen. Diese Maßnahme trägt ebenfalls zur Vergleichmäßigung der Ölströmung und zur Reduzierung von Pulsationen und damit zu einer Geräuschminderung bei. - Aus der
6 ist ersichtlich, dass ein Saugdrosselventil24 zur Ansaugung von Öl aus einem Ölbehälter25 direkt am Pumpengehäuse2 befestigt ist. Der Ölbehälter25 , z. B. aus Kunststoff, ist an das Pumpengehäuse2 in nicht näher dargestellter Weise angeschraubt. - Durch diese Anordnung des Saugdrosselventils
24 und des Ölbehälters25 lässt sich eine gute Kompaktheit der Radialkolbenpumpe erreichen. - Die
7 zeigt prinzipmäßig den Aufbau der Saugdrosselventile24 . Aufbau und Wirkungsweise eines Saugdrosselventils sind jedoch grundsätzlich bekannt, weshalb hier nur auf deren wesentlichen Teile näher eingegangen wird. Hierzu wird beispielsweise auf dieDE 95 10 206 B4 oder dieDE 27 42 621 A1 verwiesen. Das elektrisch gesteuerte Saugdrosselventil24 weist ein Proportionalventil26 , eine Ventilnadel27 und eine Saugblende28 auf. Von dem Ölbehälter25 aus gelangt das Öl über eine Leitung29 und die Saugblende28 direkt in den Saugraum31 der Radialkolbenpumpe30 . Das Saugdrosselventil24 sollte so nahe wie möglich am Saugraum31 der Radialkolbenpumpe30 an das Pumpengehäuse2 angesetzt oder in diesem angeordnet sein, damit Gasausscheidungen im Öl die Pulsation der Pumpe nicht vergrößern und die Regelzeit verlängern. - Das Pumpengehäuse
2 umschließt den Gehäusedeckel12 am Außenumfang. Zur Abdichtung nach außen ist in einer Nut im Außenumfang des Gehäusedeckels12 ein Dichtring36 angeordnet. Die Anordnung des Dichtringes36 im Gehäusedeckel12 stellt eine Montageerleichterung dar. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Antrieb
- 2
- Pumpengehäuse
- 3
- Exzenter
- 4
- Förderkolben
- 5
- Druckfedern
- 6
- Zylinderbohrungen
- 7
- Zylindertrommel
- 8
- Verschlusskappen
- 9
- Kuppen
- 10
- Innenring
- 11
- Außenring
- 12
- Gehäusedeckel
- 13
- Gleitlager
- 14
- Drucksammelraum
- 15
- Schrauben
- 16
- Bohrungen
- 17
- Kanäle, Nuten
- 18
- Gleitlager
- 19
- O-Ring, Ringdichtung
- 20
- Ausgleichsexzenter
- 21
- Rückschlagventile
- 22
- Zulaufbohrungen
- 23
- Ansenkungen
- 24
- Saugdrosselventil
- 25
- Ölbehälter
- 26
- Proportionalventil
- 27
- Ventilnadel
- 28
- Saugblende
- 29
- Zuleitung
- 30
- Radialkolbenpumpe
- 31
- Saugraum
- 32
- Plattenventil als Rückschlagventil
- 33
- Dichtring
- 34
- Druckölbohrung
- 35
- Ölauslassöffnung
- 36
- Ringdichtung
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 4130686 C2 [0002]
- DE 19635801 B4 [0002]
- DE 10113694 A1 [0003]
- DE 19510206 B4 [0004]
- DE 9510206 B4 [0039]
- DE 2742621 A1 [0039]
Claims (18)
- Radialkolbenpumpe mit einer in einem Pumpengehäuse angeordneten Antriebswelle mit einem Exzenter, mit einer Zylindertrommel in dem Pumpengehäuse, in der Zylinderbohrungen zur Aufnahme von Förderkolben eingearbeitet sind, mit einem Gehäusedeckel, mit einem Saugraum, mit einem Drucksammelraum, in den axial in der Zylindertrommel verlaufende Druckölbohrungen (
34 ) mit Ölauslassöffnungen (35 ) münden, mit wenigstens einem Rückschlagventil und mit einem Saugdrosselventil, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksammelraum (14 ) im Gehäusedeckel (12 ) und Rückschlagventile (21 ) in Verlängerung der Druckölbohrungen (34 ) in dem Gehäusedeckel (12 ) angeordnet sind. - Radialkolbenpumpe mit einer in einem Pumpengehäuse angeordneten Antriebswelle mit einem Exzenter, mit einer Zylindertrommel in dem Pumpengehäuse, in der Zylinderbohrungen zur Aufnahme von Förderkolben eingearbeitet sind, mit einem Gehäusedeckel, mit einem Saugraum, mit einem Drucksammelraum, in den axial in der Zylindertrommel verlaufende Druckölbohrungen (
34 ) mit Ölauslassöffnungen (35 ) münden, mit wenigstens einem Rückschlagventil und mit einem Saugdrosselventil, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksammelraum (14 ) im Gehäusedeckel (12 ) angeordnet ist und dass das wenigstens eine Rückschlagventil (32 ) als Plattenventil in Form eines Ringes ausgebildet ist, zwischen der Zylindertrommel (7 ) und dem Gehäusedeckel (12 ) angeordnet ist und die Ölauslassöffnungen (35 ) der Druckölbohrungen (34 ) abdeckt. - Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksammelraum (
14 ) als Tilger in Form eines umlaufenden Ringraumes in dem Gehäusedeckel (12 ) angeordnet ist. - Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusedeckel (
12 ) mit dem Drucksammelraum (14 ) aus Leichtmetall gebildet ist. - Radialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen dreiteiligen Aufbau mit einem vorderen Pumpengehäuse (
2 ) aus Leichtmetall, der Zylindertrommel (7 ) und dem Gehäusedeckel (12 ) mit dem Drucksammelraum (14 ). - Radialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (
1 ) mit dem Exzenter (3 ) zusätzlich mit einem Ausgleichsexzenter (20 ) als Masseausgleichsgewicht versehen ist. - Radialkolbenpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsexzenter (
20 ) neben dem Exzenter (3 ) auf der von der Antriebsseite abgewandten Seite angeordnet ist. - Radialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderkolben (
4 ) über zwei Ringe (10 ,11 ) auf dem Exzenter (4 ) gelagert sind. - Radialkolbenpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (
10 ) aus Bronze besteht. - Radialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylindertrommel (
6 ) auf einer Stirnseite und umfangsseitig von dem Pumpengehäuse (2 ) umschlossen ist. - Radialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ölbehälter (
25 ) zusammen mit einem Saugdrosselventil (24 ) direkt an das Pumpengehäuse (2 ) angesetzt ist. - Radialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Pumpengehäuse (
2 ) und dem Gehäusedeckel (12 ) wenigstens ein Dichtring (19 ,33 ) angeordnet ist. - Radialkolbenpumpe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass Dichtringe (
19 ) um die Ölauslassöffnungen (35 ) der Druckölbohrungen (34 ) angeordnet sind. - Radialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylindertrommel (
7 ) im Bereich der Zulaufbohrungen (22 ) für die Förderkolben (4 ) mit zylindrischen Ansenkungen (23 ) versehen ist. - Radialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Gleitlager (
18 ) der Antriebswelle (1 ) auf der von dem Saugraum (31 ) abgewandten Seite über wenigstens eine Bohrung (16 ,17 ), einer Nut oder einen Kanal mit dem Saugraum (31 ) verbunden ist. - Radialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitlager (
13 ) im Gehäusedeckel mit wenigstens einer Nut oder einem Kanal (17 ) versehen ist. - Radialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass Verschlusskappen (
8 ) der Zylinderbohrungen (6 ) am Außenumfang jeweils die Form einer Kuppe (9 ) aufweisen. - Radialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpengehäuse (
2 ) den Gehäusedeckel (12 ) am Außenumfang wenigstens teilweise umschließt, wobei ein Dichtring (36 ) in einer Ringnut am Außenumfang des Gehäusedeckels (12 ) angeordnet ist.
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