DE1925306A1

DE1925306A1 - Hydraulische Kolbenpumpe,insbesondere Radialkolbenpumpe

Info

Publication number: DE1925306A1
Application number: DE19691925306
Authority: DE
Inventors: Ortheil Dr Dipl-Ing Johannes
Original assignee: Langen and Co
Current assignee: Langen and Co
Priority date: 1969-05-17
Filing date: 1969-05-17
Publication date: 1970-11-19

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Kolbenpumpe mit einem Gehäuse und mindestens einem in dem Gehäuse befindlichen Zylinder, in dem ein Kolben eine hin-und hergehende Bewegung ausführt und dadurch einen Zylinderraum veränderlicher Größe bewirkt, wobei das Ansaugen und Ausdrücken von Flüssigkeit in den bzw. aus dem Zylinderraum huber Ventile und/oder entsprechende Steuerbohrungen und/oder Steuernuten erfolgt.
Es ist bekannt, daß Kolbenpumpen bei hohen Drücken und Drehzahlen, wie sie z.B. bei der Verwendung in Kraftfahrzeugen vorkommen, zu erhöhter Geräuschbildung neigen. Als Ursache für diese Geräuschbildung werden bei verschiedenen Bautypen die starken Druckanstiege bzw.
Druckabfälle an den Umsteuerpunkten angesehen. Bei anderen Pumpenarten treten Geräusche besonders zu Beginn des wirksamen Druckhubes auf. Zu diesen Pumpen gehören speziell solche, die ein Druckventil besitzen, dagegen über Schlitze ansaugen.
Man hat bereits versucht, die Geräuschentwicklung dadurch zu vermindern, daß man der Flüssigkeit Luft oder ein anderes Gas in Form kleiner Bläschen injizierte, um dadurch eine gewisse Kompressibilität und als Folge davon einen verlangsamten Druckanstieg zu erreichen. Diese Methode ist aber dann nicht anwendbar, wenn Lufteinschlüsse im Hydrauliksystem schädlich sind, wie z.B. bei Werkzeugmaschinen oder Bremssystemen von Kraftfahrzeugen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Geräuschminderung durch verlangsamten Druckanstieg ohne schädliche Folgen für den nachfolgenden Kreislauf zu erzielen.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß in dem Zylinder auf seinem dem Kolben gegen-Uberliegenden Ende ein weiterer, sich gegenüber dem Gehäuse oder einem fest mit dem Gehäuse verbundenen Teil Uber eine Feder abstützender Kolben zwischen zwei Anschlägen beweglich ist. Eine kompakte Bauform ergibt sich, wenn in den zusätzlichen Kolben das Druckventil eingebaut ist. Dieser Kolben kann weiterhin eie Qurbohrung bzw. aine Querbohrung und eine damit verbundene Ringnut aufweisen, die in ein Ringnut oder eine Bohrung im Gehäuse münden, wobei die dadurch hergestellte Verbindung bei allen Hubstellungen des Kolbens erhalten bleibt. Zweckmäßigerweise besitzt der Kolben eine Schulter, auf welche die Feder einwirkt. Auf die Schulter kann andererseits ein dämpf endes Glied, vorzugsweise ein Kunststoffring wirken. Die Feder kann aus Gummi oder einem gummiähnlichen Werkstoff bestehen, aber auch Stahl oder ein stahlähnlicher Werkstoff können verwendet werden. Zur Anpassung an verschiedene Druckniveaus ist die Vorspannung der Feder einstellbar. Eine Nullhubcharakteristik ergibt sich, wenn die Feder bei einem vorbestimmten Druck im Zylinderraum in der Größenanordnung des Kolbenhubes verformbar ist.
In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel in Form einer Radialkolbenpumpe dargestellt.
Ein Gehäuse 1 besitzt eine Bohrung 2, die zur Aufnahme zweier Kugellager 3 und 4 dient, zwischen denen eine zwischen Gehäuse 1 und einer in den Kugellagern 3 und 4 gelagerten Welle 5 wirkende Dichtung 6 angebracht ist. Die Welle 5 besitzt an ihrem inneren Ende einen Exzenter 7, auf dem ein weiteres Kugellager 8 befestigt ist, welches mit einem Außenring auf einen (oder mehrere) Kolben 9 wirkt, der in einem Zylinder 10 gleitet. Auf der anderen Seite des Zylinders lo gleitet ein weiterer Kolben 11, der eine Schulter 12 aufweist, mit der er in einer sich an den Zylinder lo anschsleßenden Bohrung 13 größeren Durchmessers gleitet.
Im Innern des Kolbens 11 befindet sich ein Druckventil 14, welches im wesentlichen aus einem Ventilssitz, einer Kugel und einer die Kugel auf den Sitz pressenden Feder besteht. Der Kolben 11 besitzt eine stromab vorn Druckventil 14 liegende Querbohrung 15, die in eine Ringnut 16 im Gehäuse 1 mtlndet. Die Ringnut 16 ist mit einem Druckanschluß 17 verbunden. Auf die Schulter 12 wirkt eine Feder 18, die sich andererseits auf einem verstellbaren, in das Gehäuse 1 geschraubten Stopfen 19 abstützt. Der Kolben 9 stUtzt sich gegen den Kolben 11 über eine relativ schwache Feder 20 ab und weist eine Ansaugbohrung 21 auf, die sich im unteren Totpunkt des Exzenters 7 in einen Saugraum 22 öffnet, der Wer einen Sauganschluß 23 mit einem nicht dargestellten Vorratsbehälter verbunden ist, Beim Druckhub wird die Ansaugbohrung 21 vom Zylinder lo abgedeckt. Ein Sunststoffring 24 dämpft die Abwärtsbewegung des Kolbens 11. Der Zylinderraum zwischen den Kolben 9 und 11 erhält die Bezugszahl 25.
Die Wirkungsweise der Radialkolbenpumpe ist folgende: Es sei angenommen, daß in der gezeichneten Stellung des Kolbens 9, welche dem unteren Totpunkt entspricht, ein Druckhub vorausgegangen sei. Der Kolben 9 hat dann Flüssigkeit aus dem Zylinderraum 25 über das Druckventil 14, die Querbohrung 1, die Ringnut 16 sowie den Druckanschluß 17 in ein nicht näher dargestelltes Hydrauliksystem verdrängt. Bei der nachfolgenden Bewegungsumkehr des Kolbens 9 hat das Druckventil 14 geschlossen, so daß infolge der Vergrößerung des Zylinderraumes 25 dort ein Unterdruck entstanden ist. Auf Grund der Druckdifferenz zwischen Sauganschluß 23 bzw. Ga'sraum 22 und Zylinderraum 25 strömt daher beim öffnen der Ansaugbohrung 21 Flüssigkeit in den Zylinderraum 25. Dieser Füllvorgang währt so lange, bis die Ansaugbohrung 21 wieder vom Zylinder 10 abgedeckt wird. In diesem Augenblick oder bei mangelhafter Füllung etwas später beginnt der Druckhub, d.h.
in der Flüssigkeit erfolgt ein Druckanstieg. Steilheit und Höhe dieses Druckanstieges sind abhängig vom Systemdruck sowie von der Vorspannung und der Steifheit der Feder 18. Solange der Druck im Zylinderraum 25 kleiner ist als der Systemdruck, öffnet das Druckventil 14 nicht. Es findet nur eine Verschiebung der Flüssigkeitssäule im Zylinderraum 25 sowie des Kolbens 11 gegen die wachsende Kraft der Feder 18 solange statt, bis der Druck zum öffnen des Druckventils ausreicht.
Gegenüber herkömmlichen Pumpen wird zum Erzeugen eines bestimmten Druckes ein größerer Hub da Kolbens 9 nötig, da der eigentlich wirksame Druckhub sich aus der Differenz der Hübe der Kolben 11 und 9 ergibt, Dieser größerer Hub oder, anders ausgedrückt, der verlangsamte Druckansteig, bewirken einen letzteren Lauf der Pumpe. Um eine Geräuschminderung auch beim Saughub der Pumpe zu erzielen, schlägt der Kolben 11 mit seiner Schulter 12 auf dei; Kunststoffring 24 auf In ähnlicher Weise kann man die Feder 18 als Gummi block ausbilden, der sich um einen gewissen Betrag verformen kann. Wenn die Verformung die Größe des Hubes des Kolbens 9 erreicht, ergibt sich "Nullhub", der in manchen Hydraulikkreisläufen erwünscht ist, da der Druck mit einer wesentlich geringeren Eingangsleistung an der Pumpe konstant gehalten werden kann und z.B.
Druckbegrenzungsventile entbehrlich werden.
Die Erfindung ist natürlich nicht auf das Beispiel der dargestellten Radialkolbenpumpe beschränkt sondern auch für andere Bauformen brauchbar. Auch in der Anordnung der Federn, des Druckventils usw, sind andere Möglichkeiten vorhanden. Insbesondere ist es natürlich möglich, die Ansaugbohrungen durch ein Saugventil zu ersetzens

Claims

Patentanprüche 1. Hydraulische Kolbenpumpe mit einem Gehäuse und mindestens einem in dem Gehäuse befindlichen Xylinder, in dem ein Kolben eine hin- und hergehende Bewegung ausführt und dadurch einen Zylinderraum veränderlicher Größe bewirkt, wobei das Ansaugen und Ausdrücken von Flüssigkeit in den bzw. aus dem Zylinderraum über Ventile und/oder entsprechende Steuerbohrungen und/oder Steuernuten erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zylinder (10) auf seinem dem Kolben (9) gegenüberliegenden Ende ein weiterer, sich gegenüber dem Gehause (1) oder einem fest mit dem Gehäuse ( verbundenen Teil (Stopfen 19) über eine Feder (18) abstützender Kolben (11) zwischen zwei Anschlägen beweglich ist.
2. Hydrulische Kolbenpumpe nach @ ch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den zweiten Kolben (11) das Druckventil (14) eingebaut ist.
3. Hydraulische Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (11) eine Querbohrung (15) bzw. eine Querbohrung und eine damit verbundene Ringnut aufweist, die in eine Ringnut (17) oder eine Bohrung im Gehäuse (1) münden, wobei die dadurch hergestellte Verbindung bei allen Hubstellungen des Kolbens (11) erhalten bleibt.
4. Hydraulische Kolbenpumpe, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (11) eine Schulter (12) aufweist, auf welche die Feder (18) einwirkt.
5. Hydraulische Kolbenpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schulter (12) andererseits auf ein dämpfendes Glied, vorzugsweise auf einen Kunststoffring (24) wirkt.
6. Itydraulische Kolbenpumpe nach einem oder mehreren der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder aus Gummi oder einem gurnniähnlichen Werkstoff hestcht.
7. llydraulische Kolbenpumpe nach einem oder mehreren der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (18) aus Stahl oder einem ähnlichen Werkstoff hesteht.
8. Hydraulische Kolbenpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der Feder (18) einstellbar ist.
9. Hydraullsthe Kolbenpumpe nach einem oder mehreren der vorigen Ansprüche, daß die Feder (18) bei einem vorbestimmten Druck im Zylinderraum (25) in der Größenordnung des Kolbenhubes verformbar ist.