DE2616435A1 - Radialkolbenpumpe - Google Patents

Description

FICHTEL & 's ACHS AG - SCHWEINFURT

PATENT- UND GEBRAUCHSMUSTERHILFSANMELDUNG

Radialkolbenpumpe

Die Erfindung bezieht sich auf eine Radialkolbenpumpe mit vorzugsweise mehreren, etwa in einer Ebene in einem Gehäuse angeordneten Zylindern und Kolben, bei welcher die Zylinder radial außerhalb der Kolben erweitert ausgeführt und durch Stopfen verschlossen sind, jeweils zwischen Stopfen und Zylinder ein Druckventil in Form einer federbelasteten Ventilplatte angeordnet ist, das Pumpmedium über die hohlen Kolben angesaugt, über die Druckventile und über schräg nach innen verlaufende Druckkanäle in einen Sammelkanal gepumpt wird, der am Außenumfang eines in das Gehäuse konzentrisch zur Exzenterwelle eingesetzten Gehäuseverschlusses angeordnet ist.

Eine Radialkolbenpumpe der obengenannten Bauart ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift 2 242 435 bekannt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Ausschußrisiko bei Radialkolbenpumpen der obengenannten Bauart, insbesondere für hohe Drücke, beispielsweise infolge von Gußfehlern im Gehäuse oder von Bearbeitungsfehlern in fortgeschrittenem Bearbeitungszustand zu verringern sowie einen universellen Einsatz einer Gehäusebauart für verschiedene Fördermengen zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zylinder von Zylinderbüchsen gebildet sind, die in das Gehäuse in entsprechenden Bohrungen eingesetzt sind und sich in Richtung auf die Exzenterwelle an einem Absatz abstützen. Durch das Einsetzen von separat hergestellten Zylinderbüchsen verringert sich das Risiko, ein Pumpengehäuse nach weit fortgeschrittener Fertigung beispielsweise durch einen Gußfehler oder einen Fehler in der Bearbeitung als Ausschußteil nicht weiter verwenden zu können. Da gerade die Kolbenlaufflächen in den Zylindern einen besonders hohen Herstel-

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lungsaufwand erfordern, ist es wesentlich günstiger, die Zylinderbüchsen getrennt herzustellen. Zudem ist es ohne weiteres möglich, als Material für das Gehäuse ein Graugußmaterial zu verwenden oder Leichtmetall. Weiterhin ist eine große Freizügigkeit in einer nachträglichen Änderung der Kolben- bzw. Zylinderzahl gegeben. Damit ist bei einem einzigen Gehäusegußteil noch während der Montage eine Abstimmung auf die gewünschte Fördermenge möglich. Diese nachträgliche Abstimmung erfordert nur einen sehr geringen Mehraufwand, da die mit besonders hohem Herstellungsaufwand gefertigten Zylinderbüchsen nur in der gewünschten Anzahl in das Gehäuse eingesetzt werden. Da die Zylinderbuchsen als Drehteile an ihren beiden Enden zylindrisch ausgeführt sind, können die meisten Ansaugbohrungen im Schaft der Kolben wegfallen, da sich im Betrieb drehende Kolben keinen Einfluß auf die Steuerkante haben. Im Gegensatz zu einem rein zylindrisch ausgebohrten Gehäuse, bei welchem je nach Stellung der Kolben die Saugöffnungen in den Kolben infolge der Wölbung des Gehäuseinnenraumes unterschiedliche Steuerzeiten bedingen, sind bei eingesetzten Zylinderbüchsen diese Steuerzeiten immer gleich und die Anzahl bzw. Größe der Saugöffnungen im Kolben können unter Umständen auf eine einzige Saugöffnung reduziert werden.

Erfindungsgemäß wird weiterhin vorgeschlagen, daß die Zylinderbüchsen mit Schiebesitz in die entsprechenden Bohrungen im Gehäuse eingesetzt sind. Dieser Schiebesitz ermöglicht nicht nur eine einfache Montage, sondern er ist auch in der Herstellung weniger aufwendig und die durch den Schiebesitz möglichen geringen Leckverluste stören insofern nicht, als sie Drucköl in den Exzenterraum gelangen lassen, aus welchem es sowieso angesaugt wird.

Es wird gemäß der Erfindung weiterhin vorgeschlagen, daß Zylinderbüchsen durch die Ventilplatten der Druckventile nach radial außen abgeschlossen sind, zwischen Ventilplatten und Stopfen Druckfedern angeordnet sind, welche die Ventilplatten und Zylinderbüchsen beaufschlagen. Durch die Anordnung der Ventilplatten direkt auf dem radial äußeren Ende der Zylinderbüchsen ist es möglich, einen weiteren exakten Bearbeitungsgang unabhängig vom Gehäuse der Pumpe durchzuführen. Auch gerade im Hinblick auf die Verwendung von Aluminium für das Pumpengehäuse ergibt die Kombination von eingesetzter Zylinderbüchse und mit dieser zusammenwirkender Ventil-

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platte eine besonders günstige Bauart. Gleichzeitig sorgt die als Druckfeder ausgebildete Ventilfeder für eine- Fixierung der Zylinderbüchse im Gehäuse.

Es wird weiterhin vorgeschlagen, daß die Zylinderbüchsen radial außerhalb des Absatzes am Außenumfang einen konischen Bereich aufweisen, und zwar im Durchmesser nach außen hin kleiner werdend. Durch diesen konischen Bereich an der Zylinderbüchse können sowohl die Strömungsverluste auf der Druckseite vermindert werden als auch die erwünschte kleine Ventilauflagefläche gegenüber der Ventilplatte.

Die Erfindung sieht vor, daß jeder Druckkanal unmittelbar oberhalb des Absatzes im Gehäuse im konischen Bereich der Zylinderbüchsen endet. Damit können die Druckverluste auf der Druckseite weiter vermindert werden, da die einzelnen Druckkanäle besonders kurz ausgeführt werden können.

Gemäß der Erfindung sind die Zylinderbüchsen am Innendurchmesser etwa in dem vom Kolben im unteren Totpunkt nicht überdeckten Bereich mit einer Ausdrehung versehen. Diese Maßnahme vermeidet in einfacher Weise eine unerwünschte Verkleinerung des Spiels zwischen Kolben und Zylinderbüchse im oberen Bereich bei höheren Drücken.

Im nachfolgenden wird die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert:

Die dargestellte Figur zeigt den Längsschnitt durch eine Radialkolbenpumpe. Im Gehäuse 3 ist eine Exzenterwelle 1 mit einem Exzenter 2 drehbar gelagert. Auf der Antriebsseite der Exzenterwelle ist das Gehäuse 3 durch einen Deckel 24 verschlossen. Der Deckel ist als Ringkörper ausgebildet und trägt an seinem Außenumfang zwei Dichtungen 23, welche in einer entsprechenden Bohrung des Gehäuses 3 abdichten. Die Exzenterwelle 1 ist in Lagerschalen 5 sowohl im Gehäuse 3 als auch im Deckel 24 drehbar gelagert. Der Exzenter 2 weist einen Lagerring 7 sowie einen Exzenterring 6 auf. Im Bereich dieses Exzenters 2 sind etwa in einer Ebene mehrere sternförmig angeordnete Bohrungen 21 angebracht. Diese Bohrungen sind zur Aufnahme von Zylinderbüchsen 10 geeignet. Die Bohrungen

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weisen eine Durchmesservergroßerung auf - am Absatz 11 -, welche der Abstützung der Zylinderbüchsen 10 dient. Die Zylinderbüchsen weisen an dieser Stelle ebenfalls eine Durchmesservergroßerung aufj an welche ein konischer Bereich 16 anschließt, und zwar radial nach außen enger werdend. Jede Zylinderbüchse 10 trägt in ihrem Innern einen Kolben 8. Jeder Kolben 8 ist nach radial außen offen ausgeführt und wird durch eine Rückholfeder 9 in Richtung auf den Exzenter 2 belastet. In der zylindrischen Wand jedes Kolbens 8 ist mindestens eine Saugöffnung 20 angeordnet. Die Zylinderbüchsen 10 sind an ihren radial äußeren Enden durch eine Ventilplatte 14, welche von einer Druckfeder 15 beaufschlagt ist, abgeschlossen. Die Druckfeder 15 ihrerseits stützt sich an dem jede Zylinderöffnung abdichtenden Stopfen 17 ab. Jede Zylinderbüchse 10 weist an ihrem Innendurchmesser in dem Bereich, der von den im unteren Totpunkt sich befindenden Kolben nicht überdeckt wird, eine Ausdrehung 22 auf. Vom Druckraum zwischen dem konischen Bereich 16 jeder Zylinderbüchse 10 und dem Stopfen 17 führt ein Druckkanal 12 im Gehäuse schräg nach innen und mündet in einem Sammelkanal 13, der am Außenumfang des Deckels 24 zwischen den beiden Dichtungen angeordnet ist. Der Deckel 24 ist in axialer Richtung durch einen Sprengring 19 im Gehäuse 3 gehalten. Nicht dargestellt ist der Zulauf des Pumpmediums, der direkt in den Exzenterraum erfolgt.

Die Punktion der vorliegenden Radialkolbenpumpe ist folgende:

Die Exzenterwelle 1 wird durch einen nicht dargestellten Antrieb in Drehung versetzt. Dadurch bringt der Exzenter 2 über den Lagerring 7 und den Exzenterring 6 die radial nach innen federbelasteten Kolben 8 in eine Hubbewegung. Ausgehend von der oberen Totpunktstellung des Kolbens 8 ergibt sich bei der Drehung der Exzenterwelle 1 eine Abwärtsbewegung des Kolbens 8 infolge der Kraft der Rückholfeder 9· Während dieser Abwärtsbewegung ist das Druckventil geschlossen, d. h., die Ventilplatte 14 liegt durch die Kraft der Druckfeder 15 auf dem radial äußersten Rand der Zylinderbüchse 10 auf. Die Druckfeder 15 muß somit erheblich stärker ausgeführt sein als die Rückholfeder 9. Während der Abwärtsbewegung des Kolbens 8 entsteht in dem vom Kolben 8, der Kolbenbohrung in der Zylinderbüchse 10 und der Ventilplatte 14 eingeschlossenen Raum ein Unterdruck. Nach dem Austreten der Saugöffnung 20 aus der Kolbenbohrung in den Exzenterraum bewirkt dieser Unterdruck

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das Einströmen des Druckmediums. Nach Überschreiten der unteren Totpunktlage bewegt sich der Kolben 8 wieder nach oben, die Saugöffnung 20 wird verschlossen und der Druckhub beginnt. Während des Druckhubes wird das Fördermedium gegen die Kraft der Druckfeder 15 durch Anheben der Ventilplatte 14 nach außen gepumpt und gelangt über den Druckkanal 12 in den Sammelkanal 13· Durch die getrennte Herstellung und Bearbeitung der Zylinderbüchse 10 unabhängig vom Gehäuse 3 ergeben sich folgende Vorteile:

Durch die Möglichkeit, die Bohrungen 21 für die Zylinderbüchsen 10 mit einem weit geringeren Herstellungsaufwand zu bearbeiten als die Bohrungen für die Kolben 8, ist das Risiko, bei der Bearbeitung der letzten Bohrung durch Gußfehler im Gehäuse ein Ausschußteil zu erhalten, welches bereits einen hohen Pertigungsaufwand hinter sich hat, wesentlich gemildert. Außerdem ist es möglich, auch Aluminium als Material für das Gehäuse 3 zu verwenden. Zudem ist die Möglichkeit gegeben, innerhalb einer Gehäusebauform die Anzahl der eingesetzten Kolben zu verändern. Das Pördervolumen ist somit ohne Änderung des Gehäuses sehr leicht auf verschiedene Bedarfsfälle einzustellen. Weiterhin ergibt die getrennte Herstellung der Zylinderbüchsen 10, welche ja rotationssymmetrische Gestalt aufweisen, den Vorteil, daß die Stellung des Kolbens 8 in der Zylinderbüchse 10 bei seinem Austritt während des Saughubes keinen Einfluß auf die Steuerzeiten aufweist. Daher ist es möglich, auch mit einer Saugöffnung 20 auszukommen. Dies wäre dann nicht der Fall, wenn die Kolbenlauffläche direkt in das Gehäusematerial eingearbeitet würde und der Kolben somit in einen zylindrischen, gewölbten Exzenterraum während des Saughubes eintauchen würde. Aus Gründen der Druckverteilung ist es jedoch üblich, zwei genau gegenüberliegende Saugöffnungen 20 in jedem Kolben 8 anzubringen. Die Bearbeitung der Bohrung 21 im Gehäuse 3 zum Einsetzen der Zylinderbüchse 10 braucht keine besondere Oberflächengüte aufweisen und kann in der Toleranz so gehalten werden, daß die Zylinderbüchse 10 einen Schiebesitz erhält. Die dadurch möglichen geringen Leckverluste stören insofern nicht, als sie Druckmedium wieder auf die Saugseite befördern.

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE

   1. Radialkolbenpumpe mit vorzugsweise mehreren, etwa in einer Ebene in einem Gehäuse angeordneten Zylindern und Kolben, bei welcher die Zylinder radial außerhalb der Kolben erweitert ausgeführt und durch Stopfen verschlossen sind, jeweils zwischen Stopfen und Zylinder ein Druckventil in Form einer federbelasteten Ventilplatte angeordnet ist, das Pumpmedium über die hohlen Kolben angesaugt, über die Druckventile und über schräg nach innen verlaufende Druckkanäle in einen Sammelkanal gepumpt wird, der am Außenumfang eines in das Gehäuse konzentrisch zur Exzenterwelle eingesetzten Deckels angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder von Zylinderbüchsen (10) gebildet sind, welche in das Gehäuse (3) in entsprechenden Bohrungen (21) eingesetzt sind und sich in Richtung auf die Exzenterwelle (1) an einem Absatz (11) abstützen.

   2. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderbüchsen (10) mit Schiebesitz in die entsprechenden Bohrungen (21) im Gehäuse (3) eingesetzt sind.

   3. Radialkolbenpumpe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderbüchsen (10) durch die Ventilplatten (14) der Druckventile nach radial außen abgeschlossen sind, zwischen Ventilplatten (14) und Stopfen (17) Druckfedern (15) angeordnet sind, welche Ventilplatten und Zylinderbüchsen beaufschlagen.

   4. Radialkolbenpumpe nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderbüchsen (10) radial außerhalb des Absatzes (11) am Außenumfang einen konischen Bereich (16) aufweisen, und zwar im Durchmesser nach außen hin kleiner werdend.

   5. Radialkolbenpumpe nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Druckkanal (12) unmittelbar oberhalb des Absatzes (11) im Gehäuse (3) im konischen Bereich (16) der Zylinderbüchsen (10) endet.

   6. Radialkolbenpumpe nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderbüchsen (10) am Innendurchmesser etwa

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   in dem vom Kolben (8) in seinem unteren Totpunkt nicht überdeckten Bereich eine Ausdrehung (22) aufweisen.

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