DE2622010C3

DE2622010C3 - Hydrostatische Radialkolbenpumpe

Info

Publication number: DE2622010C3
Application number: DE2622010A
Authority: DE
Inventors: Joerg 8770 Lohr Dantlgraber
Original assignee: GL Rexroth GmbH
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1976-05-18
Filing date: 1976-05-18
Publication date: 1982-04-01
Also published as: JPS52140004A; CH620018A5; FR2352172B1; FR2352172A1; US4277228A; DE2622010B2; DE2622010A1; JPS6232353B2

Description

Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Radialkolbinpumpe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Bei diesen durch die DE-OS 23 33 103 bekannten hydrostatischen Radialkolbenpumpen sind die als Sitzventile ausgebildeten Saug- und Druckventile in vom eigentlichen Pumpengehäuse unabhängigen Steuerblöcken angeordnet, zur Erzielung eines hohen Füllungsgrades und eines guten Ansaugverhaltens ist ein leichtes öffnen des Saugventils eine Voraussetzung. Dies wird durch schwache Schließfedern und durch einen verhältnismäßig großen Öffnungsquerschnitt für das Saugventil zu erreichen versucht.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer hydrostatischen Radialkolbenpumpe nach dem Gattungsbegriff des Anspruchs, deren Füllungsgrad und Ansaugverhalten zu erhöhen ist, ohne daß deren kompakte Bauweise und hydrostatische Belastbarkeit beeinträchtigt wird.

Nach der Erfindung wird dies mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teiles des Anspruchs erreicht.

Durch die US-Patente 36 82 572 und 26 83 423 sind Radialkolbenpumpen bekannt, deren als Kugeln ausgebildete Verschlußkörper der Saugventile im Kolbenfluß angeordnet sind. Das Zuströmen der Arbeitsflüssigkeit zum Saugventil erfolgt über seitliche Kanäle im Kolbenfuß. Durch die Anordnung des Saugventils im Kolbenfuß ist der vom Saug- und Druckventil begrenzte Pumpenarbeitsraum verhältnismäßig groß, so daß ein Selbstansaugen dieser Pumpen nicht möglich ist. Dadurch wird auch gleichzeitig der Füllungsgrad der Pumpenräume beeinträchtigt. Die seitliche Zuführung des Arbeitsmittels erfordert zusätzliche Baulänge für die Kolben. Bei Axialkolbenpumpen nach dem US-Patent 3514 223 ist es bekannt, das Saugventil in Kolbenkopfnähe anzuordnen und den als Kugel ausgebildeten Verschlußkörper mittels Federkraft auf den vom Kolben gebildeten Ventilsitz zu drücken. Der vom Saug- und Druckventil begrenzte Pumpenarbeitsraum ist bei dieser Saugventilanordnung verhältnismäßig klein, so daß ein Selbstansaugeffekt zu erwarten ist.

Bei einer durch das CH-Patent 2 57 522 weiteren bekannten Axialkolbenpumpe ist das Saugventil im Kolbenkopf vorgesehen. Der Verschlußkörper ist bei dieser Pumpe plattenförmig ausgebildet und liegt ohne Federkraft frei beweglich in einem Durchströmraum mit zwei Anschlagwänden für den Verschlußkörper, ι Durch diese freie Beweglichkeit des Verschlußkörpers ergibt sich keine genau festzulegende Auflage zwischen Verschlußkörper und Ventilsitz im Kolben. Deshalb kann kein dichter Sitz zwischen Verschlußkörper und Sitzfläche gewährleistet werden, so daß sich eine

κι Beeinträchtigung des Füllungsgrades und des Ansaugverhaltens der Pumpe ergibt. Durch die seitliche Zuführung des Arbeitsmittels zum Saugventil bei den bekannten Axialkolbenpumpen ergibt sich eine zusätzliche Vergrößerung der Baulänge der Kolben und damit

is der Pumpe. Außerdem muß das Arbeitsmittel den Zuflußkanälen über die Windungen der die Kolben an der Schrägscheibe in Kraftschluß haltenden Druckfedern zugeführt werden. Dadurch müssen zusätzliche den Füllungsgrad und die Selbstansaugefähigkeit der Pumpe beeinträchtigende Strömungsverluste in Kauf genommen werden.

Am Exzenter Zuflußnuten für das Arbeitsmittel vorzusehen, ist durch die FR-Patente 14 07 450 und 14 87 395, die DE-OS 16 53 368 sowie durch das

.'■-. GB-Patent 10 62 063 bekannt. Diese bekannten Zuflußnuten dienen zur Steuerung des Arbeitsmittels und sollen Saugventile, beispielsweise nach der DE-OS 23 33 103, ersetzen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der

in Zeichnung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht mit Teilschnitt einer erfindungsgemäßen Radialkolbenpumpe,

F i g. 2 einen Teilschnitt nach der Linie H-Il in F i g. 1 und

F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie IH III im Bereich eines Zylinder-Kolben-Elementes in vergrößerter Darstellung.

In den Figuren ist mit 1 die Pumpenwelle mit Exzenter la bezeichnet. Die Pumpenwelle 1 ist nach F i g. 2 beidseitig gelagert. Das eine Ende 1 b ist in einer im Gehäusedeckel 2 befestigten Lagerschale 3 und das andere wellenstumpfseitige Ende Ic in einer im Pumpengehäuse 4 befestigten Lagerschale 5 gelagert. Der Gehäusedeckel 2 weist eine umlaufende Paßfläche 2a auf, die in eine entsprechende Ausnehmung 4a des Pumpengehäuses 4 eingepaßt ist. Mittels Schrauben 6 ist der Gehäusedeckel 2 am Pumpengehäuse 4 befestigt. Am Umfang des Pumpengehäuses sind drei gleichmäßig verteilte radial verlaufende Ausnehmungen 7 vorgesehen. Der äußere Bereich 7a jeder Ausnehmung weist ein Gewinde zur Aufnahme einer Verschlußschraube 8 auf. Der innere Bereich Tb weist einen kleineren Durchmesser auf und ist als Paßfläche zur Aufnahme des Druckventileinsatzes 10 ausgebildet. Der Druckventileinsatz 10 hat einen flanschartigen Ansatz 10a, der sich auf der Stirnfläche 7c abstützt und damit den Druckventileinsatz 10 in radialer Richtung fixiert. Der Dichtring 11 gewährleistet einen dichten Abschluß zwischen dem Druckraum 12 und dem den Ansaugraum bildenden Gehäuseraum 13 mit Ansaugöffnung 13a.

Der Verschlußkörper des Druckventileinsatzes 10 ist als Kugel 14 ausgebildet und wird mittels einer schwachen Feder 15 (Fig.3) auf den Ventilsitz 106 gedruckt. Das der Kugel 14 abgewandte Federende 15a stützt sich an der mit Durchbrechungen 17a versehenen Platte 17 auf, die in der Ausnehmung 10c eingepaßt ist. An der Platte 17 ist gleichzeitig ein Hubbegrenzungsbolzen 18 für die Kugel 14 sowie auf der gegenüberlie-

genden Seile ein durchbrochenes Abstützfederelement 20 befestigt. Der äußere Bereich 20a des Abstützfederelementes 20 stützt sich an der Stirnfläche 8a der Verschlußschraube 8 ab. so daß der Druckventileinsatz 10 in axialer Richtung festgelegt ist. Die jeweils von dem Druckventileinsatz 10 und der Verschlußschraube 8 begrenzten Druckräume 12 stehen üb.r eingegossene Kanäle 22a, 22b untereinander in Verbindung (Fig. 1). Die in den F i g. 2 und 3 im Schnitt gezeigte Verschlußschraube 8 weist eine Durchgangsbohrung Sb mit Innengewinde 8c zum Anschluß einer nicht dargestellten Druckleitung auf.

Die dem Gehäuseraum 13 zugekehrte Seite 10c/des Druckventileinsatzes ist als Kugelabschnitt ausgebildet, an dem der Zylind-:rkörper 23 mit der Dichtkante 23a dichtend anliegt. Der Durchmesser der Dichtkante 23a ist kleiner als die am Zylinderraum 236 bildenden Zylinderbohrung für den Kolben 24. Dadurch ist sichergestellt, daß die Dichtkame 23a während des Arbeits- bzw. Druckhubes des Kolbens 24 an dem Kugelabschnitt lOc/dichtend anliegt. Zusätzlich wird der Zyiinderkörper 23 von der Kraft der Druckfeder 25 mit seiner Dichtkante 23a gegen den Kugelabschnitt 10c/ des Druckventileinsatzes 10 gedrückt, damit auch während des Saughubes des Kolbens 24 die Dichtkante 23a des Zylinderkörpers 23 dichtend an dem Kugelabschnitt lOc/des Druckventileinsatzes 10 anliegt.

Die Druckfeder 25 stützt sich hierbei mit dem einen Ende an dem mit dem Kolben 24 ein Teil bildenden Gleitschuh 26 und mit dem anderen Ende an der vorspringenden Fläche 23c des Zylinderkörpers 23 ab. Der Kolben 24 ist mit einer axialen Bohrung 24a versehen, die im oberen dem Druckventileinsatz 10 zugekehrten Ende 24ao einen größeren Durchmesser aufweist. In diesem Bereich sind die das Saugventil 27 bildenden Elemente vorgesehen. Der Ventilsitz 246 für den Verschlußkörper 27a wird von dem halsförmigen Vorsprung 24c der Stirnfläche im Bereich der erweiterten Bohrung 24ao des Kolbens 24 gebildet. Der Verschlußkörper 27a, der von einer ebenen Platte gebildet ist, wird von einer schwachen Druckfeder 29 auf den Ventilsitz 24i> gedrückt. Das dem Verschlußkörper 27a abgewandte Ende 29a der Druckfeder 29, stützt sich an dem Anschlagformteil 30 für den Verschlußkörper 27a ab. Das Anschlagformteil 30 stützt sich seinerseits an dem Sicherungsring 31 ab, der in einer umlaufenden Nut 24c/im hohlen Kolben 24 angeordnet ist. Die den Kolbenhohlraum bildende axiale Bohrung 24a durchdringt gleichzeitig den Gleitschuh 26 und steht mit der umlaufenden Nut 32 in der Lauffläche la 1 des Exzenters la in Wirkverbindung. Die Nut 32 erstreckt sich vom höchsten Umkehrpunkt Wbis zum niedrigsten Umkehrpunkt N des Exzenters la. Die Masse des Verschlußkörpers 27a des Saugventils 27 ist so groß gewählt, daß bei Nenndrehzahl der Pumpe durch Beschleunigungskräfte die Vorspannung der Feder 29 zu überwinden ist.

Die Wirkungsweise der Pumpe ist folgende:
In der gezeigten Lage des Exzenters befindet sich der obere in F i g. 3 im Schnitt gezeigte Kolben 24 in seiner oberen Totlage, in der die axiale Bohrung 24a des Kolbens 24 mit der am höchsten Umkehrpunkt H des Exzenters la beginnenden Nut 32 in Wirkverbindung

ίο steht. Dreht sich die Welle 1 in Richtung des Pfeiles 33 (Fig. 1), bewegt sich der Kolben entsprechend dem Drehwinkel des Exzenters in Richtung seiner unteren Totpunktlage. Gleichzeitig schwenkt der Zylinderkörper 23 mit seiner Dichtkante 23a um den nicht gezeigten

ο Mittelpunkt des Druckventileinsatzes 10 und in Richtung des sich um die Drehachse der Welle 1 sich drehenden Mittelpunkt Aides Exzenters la. Die größte Auslenkung des Zylinderkörpers 23 ist demnach bei annähernd 90° Drehung der Welle 1 aus der gezeigten

:ii Ausgangslage erreicht. Während der Bewegung des Kolbens aus seiner oberen in seine untere Totpunkttage erfolgt eine Beschleunigung desselben, wobei dessen maximale Geschwindigkeit bei der größten Auslenkung des Zylinderkörpers erreicht ist. Da diese Geschwindig-

2·ί keil in Richtung des Exzentermittelpunktes M verläuft, greift am Verschlußkörper 27a des Saugventils 27 eine Kraft an, die entgegengesetzt zur Geschwindigkeitsrichtung des Kolbers 24 gerichtet ist und durch Überwindung der Kraft der Feder 29 infolge Geschwin-

j(i digkeitsänderung den Verschlußkörper 27a von dessen Sitzfläche 24b abhebt und damit einen freien Durchgang der über die Nut 32 und der Axialbohrung 24a des Kolbens 24 nachströmenden Flüssigkeit in den Zylinderraum 23b gewährleistet. Der Verschlußkörper 27a wird

J-) also nicht wie im bekannten Falle durch Unterdruck im Zylinderraum 23£> geöffnet, sondern durch die sich aus der Geschwindigkeitsänderung des Kolbens ergebenden, am Verschlußkörper wirkende Kraft. Dadurch wird ein besonders guter Füllungsgrad und ein gutes Ansaugverhalten der Pumpe gewährleistet.

Mit Erreichen des unteren Totpunktes de? Kolbens 24 ist die Wirkverbindung der Kolbenbohrung 24a mit der am niedrigsten Umkehrpunkt N des Exzenters endenden Nut 32 unterbunden.

Damit steht für den sich daran anschließenden Arbeits- bzw. Druckhub des Kolbens die volle Lauffläche IaI des Exzenters zur Übertragung der Betätigungskraft auf den Kolben 24, und zwar über dessen Gleitschuh 26, zur Verfugung.

Für die beiden anderen jeweils aus dem Kolben 24 mit Gleitschuh 26 und Saugventil 27 sowie dem Druckventileinsatz 10 gebildeten Pumpenelemente gilt wirkungs· mäßig dasselbe wie für das beschriebene Pumpenelement.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patenlanspruch:

Hydrostatische Radialkolbenpumpe mit umlaufender Exzenterwelle, auf der Kolbenschuhe von fest damit verbundenen Kolben gleiten, und mit Zylindern, die an einer sphärischen Auflagefläche am Gehäuse für eine pendelnde Bewegung gelagert sind, wobei jeweils eine Feder zwischen Kolben und einem Bund am Zylinder geschaltet ist, und welche jedem Zylinder zugeordnete ortsfeste Druckventile im Gehäuse besitzt und deren Gehäuseinneres den Zulaufraum bildet, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kolbenkopf (24ao) ein federbelastetes Plattensaugventil (27) angeordnet ist, daß Kolben (24) und Kolbenschuh (26) eine Axialbohrung (24a) aufweisen, die gegenüber einer auf der Hälfte des Exzenters (la) zwischen oberem Totpunkt und unterem Totpunkt sich erstreckenden Zuflußnut (32) mündet und die Vorspannungskraft der Ventilfeder (29) geringer ist als die maximale Beschleunigungskraft auf die Ventilplatte bei Nenndrehzahl.