DE2103645A1

DE2103645A1 - Kolbenpumpe, insbesondere Radialkolbenpumpe

Info

Publication number: DE2103645A1
Application number: DE19712103645
Authority: DE
Inventors: Ulrich 7000 Stuttgart Aldinger
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1971-01-27
Filing date: 1971-01-27
Publication date: 1972-08-17
Also published as: GB1374524A; FR2124897A5; US3790307A

Description

R. 16O
I9.I.71 Se/Fu

Anlage zur

Patent- und

Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, Stuttgart Kolbenpumpe, insbesondere Radialkolbenpumpe

.eine

Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe, insbesondere/Radialkolbenpumpe, deren in Zylinderbohrungen eines Zylinderkörpers geführte Kolben sich auf einem Führungsglied abstützen und infolge einer Relativbewegung zwischen dem Zylinderkörper und dem Führungsglied Hubbewegungen in den Zylinderbohrungen ausführen, denen Druckmittel dureh eine Saugleitung zugeführt wird, in der ein in Abhängigkeit vom Ausiaßdruck gesteuertes Drosselglied angeordnet ist, und aus denen das Druckmittel über Rückschlagventile zu einer Hochdruckleitung strömt, wenn die auf die Rückschlagventile wirkende Öffnungskraft in den Zylinderbohrungen größer geworden ist als die aus der Hochdruckleitung auf sie ausgeübte.

20S834/0255

Robert Bosch GmbH R. ΐβθ

Stuttgart

Aus der britischen Patentschrift 1 170 090 ist eine Radialkolbenpumpe bekannt, bei der ein Drosselglied in Abhängigkeit vom Auslaßdruck der .Pumpe den Zustrom des Druckmittels zu den Zylinder- · bohrungen steuert, indem es den freien Querschnitt der Zuflußöffnungen zu den Zylinderbohrungen verändert. Jede Zylinder bohrung wird von einem federbelasteten, als Rückschlagventil wirkenden Auslaßventil verschlossen, durch das das' Druckmittel von den nach außen gehenden Kolben in den Auslaßkanal geschoben wird.

Die dadurch erforderliche große Anzahl von Auslaßventilen - hydrostatische Kolbenpumpen./haben in der Regel sieben bis elf Zylinderbohrungen - macht, die Maschine kompliziert und teuer. Sie wird anfälliger gegen Betriebsstörungen und der Herstellungsaufwand ist erheblich.'

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache, preiswerte'und dabei betriebssichere Pumpe der eingangs erwähnten Art zu schaffen.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Saugleitung und die Hochdruckleitung, wie an sich bekannt, zu zwei in einem Steuerglied ausgebildeten, voneinander getrennten Ausnehmungen Verbindung haben, von denen radiale Durchbrüche zum Zylinderkörper

nur
führen, und daß die Rückschlagventile in den der Hochdruckseite zugeordneten Durchbrüchen angeordnet sind und sich an diesen ausgebildete Ventilsitze legen. '

Mit der verringerten Zahl der Auslaßventile wird eine Vereinfachung und Verbilligung der Herstellung erzielt, ohne daß man auf die Vorteile der Auslaßventile verzichten muß. Diese Vorteile bestehen darin, daß beim Umsteuern der Zylinderbohrungen von der Saugseite zur Druckseite kein Druckmittel vom Auslaß der Pumpe in die Zylinderbohrungen eindringen kann, in denen unmitelbar nach dem Umsteuern der Zulaufdruck oder bei Drosselung des Druckmittelzuflusses ein darunter liegender Druck herrscht. Der auswärts gehende Kolben verdr&igt zunächst den durch die Saugdrosselung nicht vom Druckmittel erfüllten Raum in der Zylinderbohrung, und schiebt das Druckmittel

- 3 -209834/0255

Robert Bosch GmbH · R. l6O

Stuttgart ·

erst aus, wenn der Druck ausreicht, die auf das Ventil wirkenden Schließkräfte zu überwinden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben. Diese zeigt eine erfindungsgemäß ausgebildete Radialkolbenpumpe im Schnitt. '

Die Radialkolbenpumpe besitzt" ein Gehäuse 1 mit einer Ausnehmung 2, in der ein Kugellager 3 angeordnet ist, aufdessen Innenring 4 sich in Zylinderbohrungen 5 eines rotierenden Zylindersterns 6 geführte Kolben 7 abstützen* In jeder der als Stufenbohrung ausgeführten Zylinderbohrungen 5 ist eine Druckfeder 8 angeordnet, die sich einerseits an einer Schulter 9 abstützt, andererseits am Boden 10 einer im Kolben 7 ausgebildeten Sackbohrung 11, wodurch der Kolben 7 ständig gegen den Innenring 4 des Kugellagers 3 gepreßt wird. Der Zylinderstern 6 ist auf einen im Gehäuse 1 fest angeordneten Steuerzapfen 12 drehbar gelagert.

Der Steuerzapfen 12 besteht aus einem zylindrischen Hohlkörper 13, in dem ein Einsatz 14 dicht und fest angeordnet ist, der zwei einander diametral gegenüberliegende Kanäle 15, 16 hat, die der Zu- und Ableitung des Druckmittels dienen. Die Wandung des Hohlkörpers 13 radial durchdringende Bohrungen 17, 17', 17"» 17"' münden in den Kanal 15, der den Zufluß für das Druckmittel zu den Zylinderbohrungen bildet. Den Bohrungen 17, 17', 17''* 17'^t! gegenüberliegend sind die Wandung des zylindrischen Hohlkörpers radial durchdringende Durchbrüche 18, 18', 18" , 18¹ " ausgebildet, von denen Jeder eine Schulter 19, 19', 19", 19"' hat. Jeder Durchbruch 18, 18', 18", 18" ^Λ nimmt eine Kugel 20, 20', 20", 20'" auf, die den Schließkörper eines Rückschlagventils 21, 21', 21^s*> 21*" bildet, dessen Sitz die Sdtajlter 19, 19*, 19", 19 '" des Durchbruchs 18, 18', 18", l8" ' ist. Die Wandung des zylindrischen Hohlkörpers 13 ist so bemessen, daß die Kugeln 20, 2o^!, 20", 20'", wenn sie an den Schultern 19> 19^f#- 19^t!* 19''' der Durchbrüche anliegen, ganz in diese eintauchen und das Einpressen des Einsatzes 14 in den Hohlkörper 13 nicht behindern.

209834/0255

Robert Bosch GmbH R. l60

Stuttgart

Die Mündungen 22 der Zylinderbohrungen 5 am Innenumfang des Zylindersterns wirken mit den Bohrungen 17 - 17''' und den Durchbrüchen 18 - l8''' im Steuerzapfen 12 zusammen. "Der Durchmesser der Mündungen 22 der JZylinderbohrungen 5 ist, gemessen auf dem Außendurchmesser des Steuerzapfens, größer als die Breite des Steges zwischen den Bohrungen 17, 17', 17", 17'" bzw. den Durchbrüchen 18, l8^!, 18", 18'". Es wird damit "vermieden, daß während der Drehung des Zylinders terns die Zylinderbohrungen durch die Stege verschlossen werden und das eingeschlossene Druckmittel durch die ihre Hubbewegung fortsetzenden Kolben komprimiert oder entspannt wird, was zu erhöhten Betriebsgeräuschen führen könnte.

Ein mit einem Druckmittelbehälter B in Verbindung stehender Kanal im Gehäuse 1 führt zu einer einen Steuerschieber 24 dicht gleitend aufnehmenden Bohrung 25 und weiter zum Kanal 15 im Steuerzapfen, in den er einmündet. Der Steuerschieber 24 trennt die Bohrung 25 in zwei Räume 25¹, 25". Ein zweiter Kanal 26, der ein Rückschlag- · ventil 27 enthält, mündet im Kanal 16 und bildet den Abfluß für das Druckmittel. Ein dritter Kanal 28, der durch das von einer Druckfeder 29" belastete Schließglied 29' eines Rückschlagventils 29 verschlossen ist, verbindet den Raum 25'^f mit dem Kanal 26. Auf den Steuerschieber 24 wirkt einerseits die Kraft einer Feder 30, die im Raum 25* angeordnet ist, andererseits das Druckmittel, das durch den Kanal 28-zum Ra^urn 25*' gelangt, wenn im Kanal 26 der öffnungsdruck des Druckbegrenzungsventils 29 überschritten wird. Der Raum 25* steht durch einen Zweigkanal 23' mit dem Kanal 23 in Verbindung.

Eine Ringnut 31 am Steuerschieber 24 ist so angeordnet, daß in dessen Neutralstellung der Durchfluß durch den Kanal 23 unbehindert ist. Eine vom Raum 25'' zum Kanal 23 führende, kerbenförmige Nut 32 gibt dem Druckmittel den Weg zu diesem frei, wenn der Steuerschieber genügend weit entgegen der Federkraft verschoben ist.

209834/0255

Robert Bosch GmbH R. l60

Stuttgart

In Steuerschieber 24 ist eine diesen durchdringende Längsbohrung 55 angeordnet, die den die Druckfeder 51 aufnehmenden Raum 25' mit dem Raum 25'' verbindet.

Bei einer Drehbewegung des Zylindersterns 6 gegen den Uhrzeigersinn führen die Kolben 7 Hubbewegungen aus, bei denen sie durch die Bohrungen 17 im Steuerzapfen 12 Druckmittel aus dem die Saugseite der Maschine bildenden Kanal 15 ansaugen und durch die Durchbrüche l8 in den auf der Druckseite liegenden Kanal 16 ausschieben. Das Druckmittel fließt durch den Kanal 26 und über das Rückschlagventil 27 zu einem nicht dargestellten Verbraucher ab. Überschreitet der Druck im Kanal 26 den· öffnungsdruck des Druckbegrenzungsventiis 29, dann gibt dieses dem Druckmittel den Weg frei durch den Kanal zum Raum 25*', von dem Druckmittel durch die Drosselbohrung 55 im Steuerschieber 24 weiter zum Raum 25' abfließen kann. Im Raum 25''

3m ■ - ·

baut sich ein Druck auf, der unter dem Kanal 26 herrschenden Druck, aber über dem im Raum 25' vorhandenen Saugdruck liegt. Die Druckdifferenz am Steuerschieber bewirkt, daß dieser entgegen der Federkraft verschoben wird. Die Ringnut 51 am Steuerschieber wird dadurch teilweise verdeckt, so daß der Druckmittelstrom zum Kanal 15 gedrosselt wird. Als Folge davon nimmt die Füllung der Zylinderbohrung 5 und damit die Fördermenge ab.

Sinkt der Druck im Kanal 26 infolge der verringerten Fördermenge soweit ab, daß das Druckbegrenzungsventil 29 schließt, dann wird der Steuerschieber 24 durch die Druckfeder 50 wieder in seine Neutralstellung verschoben. Das aus Raum 25" verdrängte Druckmittel fließt durch die Drosselbohrung 55 im Steuerschieber 24 zum Raum 25' und weiter durch den Zweigkanal 25' zum Kanal 25. Der Querschnitt der Drosselbohrung Z>1> bestimmt die Rückstellgeschwindigkeit des Steuerschiebers 24.

Ist die Druckdifferenz am Steuerschieber 24 groß, dann wird dieser soweit verschoben, daß dieNut 52 freigegeben wird und das Druck mittel vom Kanal 28 direkt zum Zulaufkanal 25 abströmen kann. Da

- 6 -208834/02*4

Robert Bosch GmbH ' ' R. ΐβθ

Stuttgart

durch fällt der Druck im Kanal 26 rasch ab, und das Druckbegrenzungsventil schließt. Der Steuerschieber übernimmt somit auch die Punktion eines Bypassventils.

Beim Umsteuern einer Zylinderbohrung 5 von der Saug- zur Druckseite hat das unter Druck stehende Druckmittel im Kanal 16 das Bestreben, durch einen Durchbruch l8 im Steuerzapfen 12 in die Zylinderbohrungen 5 einzudringen, wo nooh der Saugdruck herrscht. Dadurch wird die. Kugel 20 auf die Schulter 19 des Durchbruchs l8 gepreßt und das Rückströmen des Druckmittels von ,der Hochdruckseite in die Zylinderbohrung 5 verhindert. Beim Weiterdrehen des ZyI Inders terns 6 wird durch die Hubbewegung des Kolbens zunächst der nicht vom Druckmittel erfüllte Raum verdrängt, erst dann nimmt der Druck in der Zylinderbohrung 5 durch die weitere Ausschub- ' bewegung des Kolbens zu. Übersteigen an der Kugel 20 die auf sie in Öffnungsrichtung wirkenden Kräfte, dann beginnt der Ausschub des Druckmittels. Die Trägheitskraft und der Auslaßdruck bewirken ein Anliegen der Kugel 20 an der Dichtfläche 19, der von der Zylinderbohrung die Kugel beaufschlagende Druck bewirkt deren Anheben.

Der geringe Unterschied zwischen der vom Auslaßdruck beaufschlagten Fläche der Kugel und der vom Zylinderinnendruck beaufschlagten Fläche bewirkt, daß der Zylinderinnendruck beim Beginn des Ausschubs nur geringfügig über dem Auslaßdruck liegt.

Die Anwendung der Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf Radialkolbenpumpen, deren Steuerglied als Steuerzapfen ausgebildet ist, sondern ist ebenso anwendbar auf Axial- oder Radialkolbenpumpen mit einem Steuerspiegel als Steuerglied. Bei einem solchen Steuerspiegel, der eben oder sphärisch ausgebildet sein kann, ist der Hochdrucksteuerschlitz durch eine Anzahl von Rückschlagventilen ersetzt, die gemeinsam in einen Auslaßkanal münden.

209834/0255 - 7 -

Claims

Robert Bosch GmbH . R. l60

Sti£ tgart

Ansprüche:

Tl.)Kolbenpumpe, insbesondere Radialkolbenpumpe, deren in Zylinderbohrungen eines Zylinderkörpers, geführte Kolben sich auf einem Führungsglied abstützen und infolge einer Relativbewegung zwischen dem Zylinderkörper und dem Führungsglied Hubbewegungen in den
Zylinderbohrungen ausführen, denen Druckmittel durch eine Saugleitung zugeführt wird, in der ein in Abhängigkeit vom Auslaßdruck gesteuertes Drosselglied angeordnet ist, und aus denen das *t Druckmittel über Rückschlagventile zu einer Hochdruckleitung
strömt, wenn die auf die Rückschlagventile wirkende Öffnungskraft in den Zylinderbohrungen größer geworden ist als die aus der Hochdruckleitung auf sie ausgeübt, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugleitung (23) und die Hochdruckleitung (26), wie an sich bekannt, zu zwei in einem Steuerglied (12) ausgebildeten, voneinander getrennten Ausnehmungen (15, 16) Verbindung haben, von denen radiale Durchbrüche (17 bis 17^fi'j 18 - l8^MI) zum

Zylinderkörper (6) führen, und daß die Rückschlagventile (21 -

M 21'^f') nur in "den der Hochdruckseite zugeordneten Durchbrüchen ^ angeordnet sind und sich an diesen ausgebildete Ventilsitze
(19 - 19^I1!) legen.

* ■

2. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Rückschlagventile als nicht federbelastete Kugelventile ausgebildet sind.

209834/0255

Robert Bosch GmbH R. l60

Stuttgart

J5. Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied (12) ein feststehender Zylinderhohlkörper (13) ist, der dicht und fest auf einem Einsatzkörper (l4) ruht, an dessen Außenumfang die beiden Ausnehmungen (15, l6) ausgebildet sind.

4. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis j5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand vom Innenumfang des zylindrischen Hohlkörpers (13) bis zum Ventilsitz (19) größer ist als der Durchmesser des Kugelventils.

5. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der I>iündungsdurchmesser des dem Steuerglied (12) zugewandten Toils einer Zylinderbohrung (5) größer ist als die Stegbreite zwischen den Mündungen zweier benachbarter Durchbrüche am Außenumfang des Steuerglieds. C

2Uy834/ü255