DE2852852B1

DE2852852B1 - Kolbenpumpe,insbesondere Radialkolbenpumpe

Info

Publication number: DE2852852B1
Application number: DE2852852A
Authority: DE
Inventors: Georg Dipl-Ing Liska
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1978-12-07
Filing date: 1978-12-07
Publication date: 1980-06-19
Also published as: FR2443594B1; ES485581A1; IT1126136B; JPS5578179A; GB2038409A; IT7946898A0; DE2852852C2; BR7907753A; US4311437A; GB2038409B; FR2443594A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe, insbesondere Radialkolbenpumpe, mit durch ein Hubelement betätigte, federbelastete Förderkolben, denen jeweils zur Abdichtung zwischen Kolbenraum und Druckraum ein Ventil zugeordnet ist, das auf einem im Pumpengehäuse befestigten Ventilsitz aufliegt.

Kolbenpumpen weisen im allgemeinen mehrere Förderkolben auf, die in radialer oder in axialer Richtung angeordnet sind und durch ein Hubelement betätigt werden. Auf diese Weise wird abwechselnd während des Umlaufs einer Welle die gewünschte Druckwirkung erzeugt. Jeweils zwischen einem Förderkolben und dem dahinter angeordneten Druckraum befindet sich eine Abdichtung in Form eines Ventils. Das Ventil ist dabei normalerweise geschlossen und wird nur während des jeweiligen Einsatzes des Förderkolbens durch das verdichtete Druckmittel geöffnet. Auf diese Weise gelangt das Druckmittel in den dahinter angeordneten Druckraum. Die Abdichtung der Förderkolben ist relativ aufwendig und erfordert auch umfangreiche Montagearbeiten. Es ist be

reits bekannt, nur ein einziges bandförmiges Ventil für alle Förderkolben vorzusehen, wodurch zwar eine Vereinfachung erzielt wird, nachteilig ist dabei jedoch, daß die Förderkolben gegenseitig beeinflußt werden, wodurch stärkere Druckpulsationen auftreten. Außerdem muß dabei der Ventilsitz nach dem Einpressen überschliffen werden und eine geteilte Ringfedgr jji einer bestimmten Drehlage fixiert werden. Aus .diesem Grunde ist eis auch bereits bekannt, für jOifeij^Ford^rfeolben ein gesondertes Ventil vorzusehen. Dabei finden nun keine gegenseitige Beeinflussungen der einzelnen Förderkolben mehr statt, aber das Ventil ist wesentlich aufwendiger. Es besteht aus mehr Teilen und benötigt mehr Bauraum.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kolbenpumpe mit Ventilen für die Förderkolben zu schaffen, durch die keine gegenseitige Beeinflussung der einzelnen Förderkolben auftritt und die einfach im Aufbau und leicht zu montieren ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß

a) der Ventilsitz hutförmig ausgebildet ist und über den Förderkolben geschoben ist,

b) der Ventilsitz mit mindestens einer Druckbohrung in der Umfangswand versehen ist,

c) die Umfangswand des Ventilsitzes an der Außenseite, eine von. der Kreisform abweichende Gestalt aufweist, und zwar derart, daß sich in Bereichen, in denen keine Druckbohrung liegt, eine Durchmesserverringerung ergibt,

d) das Ventil als elastisches Ringventil ausgebildet ist, das über die Umfangswand des Ventilsitzes geschoben ist, und zwar derart, daß es bei Nichtförderung die Druckbohrung in dem Ventilsitz abdeckt.

Es hat sich herausgestellt, daß mit der erfindungsgemäßen Lösung wesentlich niedrigere Druckpulsationen auftreten. Ebenso tritt keine gegenseitige Beeinflussung der einzelnen Förderkolben auf. Das erfindungsgemäße Ventil weist weniger Teile auf und der Bearbeitungsaufwand ist geringer. So wird z. B. eine Ventilfeder eingespart. Die Federfunktion übernimmt das Ringventil. Auch ein Nachschleifen des Ventilsitzes sowie ein Fixieren des Ventils ist nicht notwendig.

Die Funktion des Ventils ist denkbar einfach. Erfindungsgemäß ist das Ringventil so dem Außendurchmesser der Umfangswand des Ventilsitzes angepaßt, daß es bei Nichtförderung die Druckbohrung in dem Ventilsitz abdeckt. Fördert nun der Förderkolben Druckmittel, so wirkt eine Abhebekraft im Bereich der Druckbohrung auf das Ringventil. Da nun die Umfangswand des Ventilsitzes von der Kreisform abweicht, und zwar derart, daß sich in Bereichen, in denen keine Druckbohrung liegt, eine Durchmesserverringerung ergibt, kann sich das Ringventil an diese Stellen nach innen wölben. Auf diese Weise kann sich das Ringventil im Bereich der Druckbohrung von dem Ventilsitz abheben, wodurch das Druckmittel in den dahinter liegenden Druckraum gefördert wird. Dies wird auf Grund der Elastizität des Ringventils erreicht, wobei auch selbsttätig eine Rückstellung eintritt.

Wie festgestellt worden ist j weist das erfindungsgemäße Ventil auch ein gutes Ansaugverhalten auf. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Ventilsitz auch die Funktion als Stütze für die Kolbenfeder über-

nimmt. Weiterhin kann der Ventilsitz den Druckraum gegen den Kolbenraum des Förderkolbens abdichten.

Eine einfache erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß die Umfangswand des Ventilsitzes an der Außenseite oval oder elliptisch ausgebildet ist, wobei sich die Druckbohrung im Bereich der größeren Achse befindet.

Durch diese Maßnahme ist in einfacher Weise ein Federn des Ringventils möglich. Dabei kann das Ringventil vollständig rund bleiben. Der Deformationsweg des Ringventils ist durch den Unterschied zwischen der Längsachse der Ellipse, in deren Bereich sich die Druckbohrung befindet, und der kürzeren Achse gegeben. Ein gleiches Resultat wird erzielt, wenn die Außenseite oval ausgebildet ist.

Eine andere erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß die Umfangswand des Ventilsitzes an der Außenseite Abflachungen aufweist, die beidseitig rechtwinklig zu der Druckbohrung angeordnet sind.

Durch diese Maßnahme kann für den Ventilsitz ein einfaches Bauteil verwendet werden. Es kann nämlich als Rundteil hergestellt werden, wobei nachträglich auf einfache Weise z. B. durch Fräsen entsprechende Abflachungen an der Außenseite der Umfangswand angebracht werden bzw. kostengünstig als Kaltfließpreßteil hergestellt werden.

Wenn ein Ventilsitz mit mehreren Druckbohrungen gewünscht ist, ist es von Vorteil, wenn die Umfangswand des Ventilsitzes an der Außenseite dreieckförmig ausgebildet ist, wobei die Druckbohrungen im Bereich der Dreieckspitzen liegen.

Auf diese Weise hat das Ringventil zwischen den einzelnen Spitzen genügend Raum zur Verformung nach innen.

Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 Querschnitt durch eine Radialkolbenpumpe,

Fig. 2 Schnitt nach der Linie I-I der Fig. 1,

Fig. 3 Schnitt nach der Linie I-I der Fig. 1 im Förderzustand,

Fig. 4 eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventils im Schnitt,

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventils im Schnitt.

In einem Gehäuse 1 befindet sich eine Welle 2, die mit einem Exzenter 3 zur Betätigung von Förderkolben 4 versehen ist. Zur Vereinfachung ist nur ein Förderkolben 4 dargestellt. Der Förderkolben 4 ist in einem Kolbenträger 5 geführt. Der Zulauf des Druckmittels gelangt über eine Bohrung 6 in den zentralen Bereich der Kolbenpumpe, von wo aus es bei entsprechender Lage des Förderkolbens 4 in dessen Innenraum gelangt. Der Förderkolben 4 ist nun stirnseitig durch einen hutförmig ausgebildeten Ventilsitz 9 abgedichtet. Der Ventilsitz 9 stellt gleichzeitig auch eine Abstützung für die Kolbenfeder 10 dar. Der Ventilsitz 9 ist mitttels eines Ansatzringes 11 in eine Aussparung des Kolbenträgers eingepreßt. In der Umfangswand des Ventilsitzes befindet sich eine Druckbohrung 12, über die der Innenraum des Förderkolbens mit einem ringförmigen Druckraum 13 verbunden ist. Aus dem Druckraum 13 wird das Druckmittel über eine Bohrung 14 abgeleitet.

Zwischen dem Druckraum 13 und der Druckbohrung 12 befindet sich ein Ringventil IS, das über die Umfangswand 16 des Ventilsitzes 9 geschoben ist. Zur besseren Übersicht ist in den Fig. 2—5 der Förderkolben 4 weggelassen.

Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, weist die Umfangswand 16 eine elliptische Gestalt auf, wobei die Druckbohrung 12 auf der größeren Achse liegt. Das Ringventil 15 ist kreisrund und weist einen derartigen Innendurchmesser auf, daß es im Bereich der größeren Achse der Ellipse an der Außenwand des Ventilsitzes anliegt. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die Druckbohrung 12 abgedichtet ist, wenn der Förderkolben nicht im Einsatz ist. Verdichtet nun der Förderkolben Druckmittel, so hebt das Ringventil 15, wie aus Fig. 3 ersichtlich, von der Druckbohrung 12 ab, wodurch das Druckmittel in den Druckraum 13 gelangen kann. Der hierfür erforderliche Spalt kann zum einen dadurch entstehen, weil das Ringventil elastisch ist und zum anderen, weil es auf Grund der elliptischen Gestalt des Ventilsitzes einen entsprechenden Deformationsweg durchführen kann.

In der Fig. 4 ist eine andere Außenform der Umfangswand 16 des Ventilsitzes 9 dargestellt. Wie daraus ersichtlich, besteht es aus einem kreisrunden Teil, das rechtwinklig zu der Druckbohrung 12 Abflachungen 17 und 18 aufweist. Auf diese Weise ergibt sich ebenfalls die für ein Abheben des Ringventils 15 im Bereich der Druckbohrung 12 erforderliche Durchmesserverringerung.

Eine Ausführungsform der Umfangswand 16 mit mehreren Druckbohrungen 12a, 12b und 12c ist in der Fig. 5 dargestellt. Wie daraus ersichtlich ist, ist die Umfangswand 16 dreieckförmig ausgebildet, wobei im Bereich der abgeflachten Dreieckspitzen die Druckbohrungen angeordnet sind. Das Ringventil 15 ist kreisrund. Auf diese Weise steht ebenfalls der zum Abheben erforderliche Deformationsweg im Bereich der Dreiecksseiten zur Verfügung.

Der Ventilsitz 9 kann als Sinterteil oder Kaltfließpreßteil hergestellt sein. Eine Herstellung als Automatenteil ist ebenfalls möglich.

Selbstverständlich sind neben den beschriebenen Umfangswänden des Ventilsitzes 9 auch noch weitere Formen denkbar. Erfindungsgemäß ist lediglich erforderlich, daß eine entsprechende Durchmesserverringerung vorliegt, durch die das Ringventil genügend Deformationsweg erhält, damit es im Bereich der Druckbohruhg abheben kann.

Das Ringventil 15 kann in einfacher Weise von einem Rohr abgestochen werden. Wie ersichtlich, kann das erfindungsgemäße Ventil mit wenigen und einfachen Teilen hergestellt werden. Ebenso ist die Montage sehr einfach. Sie besteht im wesentlichen nur aus einem Einpressen des Ventilsitzes 9 und einem Aufschieben des Ringventils 15. Die Drehlage der Druckbohrung 12 des Ventilsitzes 9 ist dabei beliebig.

Als weiterer Vorteil für die Montage hat sich herausgestellt, daß das Ventil ein gutes Ansaugverhalten hat. Es wurde nämlich festgestellt, daß die Kolbenpumpe damit selbstentlüftend ist. Bei der Erstmontage wird die vorhandene Luft selbsttätig hinausbefördert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kolbenpumpe, insbesondere Radialkolbenpumpe, mit durch ein Hubelement betätigte, federbelastete Förderkolben, denen jeweils zur Abdichtung zwischen Kolbenraum und Druckraum ein Ventil zugeordnet ist, das auf einem im Pumpengehäuse befestigten Ventilsitz aufliegt, dadurch gekennzeichnet, daß

a) der Ventilsitz (9) hutförmig ausgebildet ist und über den Förderkolben (4) geschoben ist, , . ·

b) der Ventilsitz (9) mit mindestens einer Druckbohrung (12) in der Umfangswand (16) versehen ist,

c) die Umfangswand (16) des Ventilsitzes (9) an der Außenseite eine von der Kreisform abweichende Gestalt aufweist, und zwar derart, daß sich in Bereichen, in denen keine Druckbohrung (12) liegt, eine Durchmesserverringerung ergibt,

d) das Ventil als elastisches Ringventil (15) ausgebildet ist, das über die Umfangswand (16) des Ventilsitzes (9) geschoben ist, und zwar derart, daß es bei Nichtförderung die Druckbohrung (12) in dem Ventilsitz (9) abdeckt.

2. Kolbenpumpe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangswand (16) des Ventilsitzes (9) an der Außenseite oval oder elliptisch ausgebildet ist, Wobei sich die Druckbohrung (12) im Bereich der größeren Achse befindet.

3. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangswand (16) des Ventilsitzes (9) an der Außenseite Abflachungen (17, 18) aufweist, die beidseitig rechtwinklig zu der Druckbohrung (12) angeordnet sind.

4. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangswand (16) des Ventilsitzes (9) an der Außenseite dreieckförmig ausgebildet ist, wobei die Druckbohrungen (12a, 12b, 12c) im Bereich der Dreieckspitzen liegen.