DE29701391U1

DE29701391U1 - Radialplungerpumpe

Info

Publication number: DE29701391U1
Application number: DE29701391U
Authority: DE
Original assignee: Applied Power Inc
Current assignee: Enerpac Tool Group Corp
Priority date: 1996-01-31
Filing date: 1997-01-28
Publication date: 1997-03-13
Anticipated expiration: 2007-01-29
Also published as: NL1002219C1

Description

Beschreibung:

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radialplungerpumpe mit einem Gehäuse, einer fest am Gehäuse angebrachten Statorachse, einem an der Statorachse rotierbar angebrachten Rotorkörper, der mit radialen Zylinderbohrungen versehen ist, wobei in jeder Zylinderbohrung ein hin- und herbewegbarer Plunger angeordnet ist, von dem ein äußerstes Plungerendteil radial aus dem Rotorkörper hinausragt, und einem Ringkörper, der eine sich exzentrisch zur Statorachse und außen um die aus dem Rotorkörper hinausragenden Plungerendteile erstreckende Ringfläche definiert, wobei die aus dem Rotorkörper hinausragenden Plungerendteile mit der Ringfläche in direkten Kontakt kommen.

Eine derartige Pumpe ist beispielsweise aus der US 3,987,707 bekannt. Die Plunger der bekannten Pumpe sind frei bewegbar in den Zylinderbohrungen des Rotorkörpers angeordnet und werden von den Fliehkräften, die entstehen, wenn der Rotorkörper mit hoher Umdrehungszahl rotiert, nach außen gedrückt. Dabei kommen die Plunger mit ihren äußersten Plungerendteilen mit einer Ringfläche in Berührung, die exzentrisch zur Rotationsachse des Rotorkörpers liegt. Bei der bekannten Pumpe wird diese Ringfläche durch die Innenfläche einer Metallbuchse gebildet, die im Pumpengehäuse angebracht ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannte Pumpe insbesondere hinsichtlich ihres Zusammenbaus bei der Herstellung, der Kosten und der Wartung zu verbessern.

Diese Aufgabe ist bei einer Radialplungerpumpe der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Ringkörper ein Wälzlager mit einem über sich drehende Elemente in bezug auf einen Außenring frei drehbaren Innenring ist und die aus dem Rotorkörper hinausragenden Plungerendteile direkt mit dem Innenring in Kontakt kommen.

Wälzlager der im Kennzeichnungsteil von Anspruch 1 beschriebenen Art werden als Massenprodukt hergestellt und sind daher preiswert, wodurch die Pumpe gemäß der Erfindung deutlich billiger sein kann als die bekannten Pumpen. Dies wird vor allen Dingen deutlich, wenn man berücksichtigt, daß bei der bekannten Pumpe die Buchse aus einem Gleitmaterial gefertigt sein muß, das übermäßiger Reibung und starkem Verschleiß bei den hohen Gleitgeschwindigkeiten der Plunger gegenüber der Gleitfläche der Buchse widersteht.

Bei der Pumpe gemäß der Erfindung schieben die Plunger mit einer niedrigen Geschwindigkeit über den Innenring des Wälzlagers. Es hat sich herausgestellt, daß die Härte des Innenrings eines Wälzlagers der industriellen Standardqualität ausreicht, um übermäßigen Verschleiß zu verhindern.

Desweiteren ist von Vorteil, daß ein Wälzlager beim Zusammenbau der Pumpe bequem montiert und erforderlichenfalls auch wieder bequem demontiert werden kann.

Bin wichtiger Vorteil der Pumpe gemäß der Erfindung ist desweiteren, daß die während der Rotation des Rotorkörpers auf die Plunger wirkenden Reibungskräfte bedeutend geringer sind als bei der eingangs beschriebenen bekannten Pumpe. Dadurch ist der energetische Nutzeffekt der Pumpe höher, was wiederum die Anwendung eines kleineren Antriebsmotors ermöglicht.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Radialplungerpumpe gemäß der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigt

Figur 1 im Längsquerschnitt eine Pumpeneinheit, die

eine Ausführungsform einer Pumpe gemäß der Erfindung aufweist,

Figur 2 in vergrößertem Maßstab den Mittelteil der

Pumpeneinheit von Fig. 1 und

Figur 3 einen Querschnitt entlang der Linie III-III in

Figur 1.

In den Figuren 1 und 2 ist eine Radialplungerpumpeneinheit mit einer Radialplungerpumpe gemäß der Erfindung wiedergegeben. Die Radialplungerpumpe umfaßt ein blockförmiges Gehäuse 1, das an seiner Außenfläche 2 eine durch eine Seitenwand 3 und einen Boden 4 begrenzte Vertiefung 5 aufweist. In die Vertiefung 5 ist ein Wälzlager 6 mit einem durch Wälzelemente, hier Kugeln 7, gegenüber einem Außenring 8 frei drehbaren Innenring 9 eingesetzt. Zur Aufnahme des Wälzlagers 6 ist die Seitenwand 3 der Vertiefung 5 stufig ausgeführt und weist - in Richtung des Bodens 4 gesehen - einen ersten Abschnitt 3a, der einen im wesentlichen mit dem Außendurchmesser des Wälzlagers 6 übereinstimmenden Durchmesser hat, und einen daran anschließenden zweiten Abschnitt 3b mit einem kleinen Durchmesser auf, so daß eine Anlageschulter für den Außenring 8 des Wälzlagers 6 gebildet wird.

Die Plungerpumpe umfaßt desweiteren eine zylindrische Wellenstütze 10, die die Statorachse der Pumpe bildet und exzentrisch und parallel zur Rotationsachse des Wälzlagers 6 aus dem Boden 4 der Vertiefung 5 hinausragt.

An der Statorachse 10 ist ein Rotorkörper 11 rotierbar angebracht. Der Rotorkörper 11 ist mit mehreren sich in einer gemeinsamen Ebene senkrecht zur Statorachse 10 erstreckenden Zylinderbohrungen 12 versehen. In jeder Zylinderbohrung 12 ist ein frei hin- und herbewegbarer Plunger 13 vorgesehen, von dem ein äußeres Plungerendteil 14 radial aus dem Rotorkörper 11 hinausragt.

Wenn der Rotorkörper 11 mit einer höheren Drehzahl rotiert,

drücken die Zentrifugalkräfte die Plunger 13 radial nach außen, wodurch die aus dem Rotorkörper 11 hinausragenden Plungerendteile 14 aller Plunger 13 in direkten Kontakt mit der zylindrischen Innenfläche 15 des Innenrings 9 des Wälzlagers 6 kommen. Dabei wird sich der Innenring 9 mit den Plungern 13 und daher mit dem Rotorkörper 11 mitdrehen, während der Außenring 8 des Wälzlagers 6 stillsteht. Die Plungerendteile 14 gleiten dabei mit einer niedrigen Geschwindigkeit über die Innenfläche 15 des Wälzlagers 6.

Durch die exzentrische Anordnung des Wälzlagers 6 in bezug auf die Statorachse 10 bewegt sich jeder Plunger 13, der durch die Zentrifugalkraft fortwährend in Kontakt mit dem Innenring 9 des Wälzlagers 6 gehalten wird, in der zugehörigen Zylinderbohrung 12 hin und her. Über in der Zeichnung teilweise zu erkennende Kanäle in der Statorachse 10, die hier nicht näher erläutert werden, weil deren Ausführungsform allgemein bekannt ist, wird durch einen sich nach außen bewegenden Plunger 13 öl angesogen, das durch einen sich nach innen bewegenden Plunger 13 unter Druck weggepreßt wird.

Das Wälzlager 6 ist ein allgemein bekanntes einreihiges Rillenkugellager mit einer einzigen Kugelreihe 7, die etwa in der gemeinsamen Ebene der Zylinderbohrungen 12 gelegen ist. Es hat sich herausgestellt, daß diese einfache Wälzlagerart in einer Standardqualität bereits den erforderlichen Anforderungen insbesondere hinsichtlich der Rundlaufgenauigkeit und des Abnutzungsverhaltens genügt.

Für den rotierenden Antrieb des Rotorkörpers 11 wird ein Elektromotor 20 eingesetzt. Die Befestigung des Elektromotors 20 an dem Gehäuse 1 erfolgt durch eine Motorstütze 21. Zur Positionierung der Motorstütze 21 ist ein Positionierrand 22 an dem Gehäuse 1 vorgesehen. Die Befestigung der Motorstütze 21 erfolgt mit Bolzen, die durch Öffnungen 24 (siehe Fig. 3) in die Motorstütze 21 ragen und in zugehörigen Gewindebohrungen

im Gehäuse 1 festgeschraubt werden.

Zur Vereinfachung des Zusammenbaus hat die Motorstütze 21 zwei Körper 23, die je einen Anschlag für die von der Anlageschulter wegweisende Seite des Wälzlagers 6 bilden. Der Elektromotor 20 ist durch zwei Senkbolzen 25 (siehe Fig. 3) mit der Motorstütze 21 verbunden.

Die Motorstütze 21 ist so ausgebildet, daß die Abtriebswelle 26 des Elektromotors 20 zur Statorachse 10 ausgerichtet ist. Ein Rückhaltering 27 zwischen der becherförmig ausgebildeten Motorstütze 21 und der Abtriebswelle 26 verhindert den Verlust von Hydrauliköl.

Zwischen der Abtriebswelle 26 des Elektromotors 20 und dem Rotorkörper 11 sind untenstehend näher beschriebene Kupplungsmittel vorgesehen. Diese Kupplungsmittel umfassen einen drehfest an der Abtriebswelle 26 befestigten Scheibenkörper 30, der an der zum Rotorkörper 11 weisenden Stirnfläche mit einer Anzahl von Schlitzen 32 versehen ist, wobei am Rotorkörper 11 mindestens ein Stift 33 angebracht ist, der sich beabstandet von der Rotationsachse 10 des Rotorkörpers 11 und im wesentlichen parallel dazu bis in einen Schlitz 32 im Scheibenkörper 30 erstreckt. Der Schlitz 32 läßt einen Radialversatz und einen Winkelversatz des Stiftes 33 in bezug auf die Abtriebsachse 26 des Elektromotors 20 zu. Diese Ausführung der Kupplungsmittel erlaubt größere Herstellungstoleranzen als eine starre Kupplung, was zu niedrigeren Kosten führt und zugleich einen sehr einfachen Zusammenbau der Pumpeneinheit ermöglicht.

In der dargestellten Ausführungsform ist der Scheibenkörper 30 einteilig aus Kunststoff beispielsweise durch Spritzgießen von Nylon hergestellt und besteht aus einem Kern 34 mit einer öffnung zur Aufnahme der Abtriebswelle 26 des Elektromotors 20 und mehreren sich vom Kern 34 im wesentlichen radial nach außen erstreckenden Zähnen 35, wobei zwei benachbarte Zähne 35

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jeweils einen Schlitz 32 zur Aufnahme des Stiftes 33 bilden. Die Zähne 35 sind in der Nähe ihrer radialen Enden untereinander durch einen Ring 36 verbunden, der an der vom Rotorkörper 11 abgewandten Seitenfläche der Zähne 35 vorgesehen und einteilig mit dem Scheibenkörper 30 ausgebildet ist. Durch diese Konstruktion des Scheibenkörpers 30 ist es möglich, den Stift unter einem durch die Elastizität der Zähne 35 erhaltenen leichten Klemmsitz festzuhalten.

Für die mit geringer Anstrengung zuverlässig durchzuführende Befestigung des Scheibenkörpers 3 an der Abtriebswelle 26 sind Maßnahmen ergriffen worden, damit die Abtriebswelle 26 des Elektromotors 20 im Querschnitt im wesentlichen kreisförmig mit einer flachen Fläche verläuft. Dabei hat der Querschnitt

der Öffnung im Kern 34 des Scheibenkörpers 30 einen ersten Abschnitt, der mit dem Querschnitt der Abtriebswelle 26 übereinstimmt, und einen an die flache Fläche des ersten Abschnitts anschließenden zweiten Abschnitt 38, der einen Schlitz bildet, der an beiden Seiten außerhalb der flachen Fläche des ersten Abschnitts der Öffnung hinausragt. Im zweiten Abschnitt 38 der Öffnung ist eine gebogene und unter Federspannung an der flachen Fläche der Abtriebswelle 26 anliegende metallene Klemmplatte 39 untergebracht. Durch diese Art der Befestigung des Scheibenkörpers 30 wird die Belastung auf die Klemmplatte 39 günstig über den Scheibenkörper 30 verteilt und eine örtliche überbelastung des Kunststoffmaterials des Scheibenkörpers vermieden.

Claims

Ansprüche

1. Radialplungerpumpe mit einem Gehäuse (1), einer fest am Gehäuse (1) angebrachten Statorachse (10), einem an der Statorachse (10) rotierbar angebrachten Rotorkörper (11), der mit radialen Zylinderbohrungen (12) versehen ist, wobei in jeder Zylinderbohrung (12) ein hin- und herbewegbarer Plunger (13) angeordnet ist, von dem ein äußerstes Plungerendteil (14) radial aus dem Rotorkörper (11) hinausragt, und einem Ringkörper, der eine sich exzentrisch zur Statorachse (10) und außen um die aus dem Rotorkörper (11) hinausragenden Plungerendteile (14) erstreckende Ringfläche definiert, wobei die aus dem Rotorkörper (11) hinausragenden Plungerendteile (14) mit der Ringfläche in direkten Kontakt kommen,

dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper ein Wälzlager (6) mit einem über sich drehende Elemente (7) zu einem Außenring (8) frei drehbaren Innenring (9) ist und die aus dem Rotorkörper (11) hinausragenden Plungerendteile (14) direkt mit dem Innenring (9) in Kontakt kommen.

2. Radialplungerpumpe nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Mittellinien der Zylinderbohrungen (12) in einer sich senkrecht zur Statorachse (10) erstreckenden gemeinsamen Ebene liegen und das Wälzlager (6) ein einreihiges Rillenkugellager mit einer im wesentlichen in der gemeinsamen Ebene der Zylinderbohrungen (12) liegenden Reihe einzelner Kugeln (7) ist.

3. Radialplungerpumpe nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) an seiner Außenseite (2) eine durch eine Seitenwand (3) und einen Boden (4) begrenzte Vertiefung (5) aufweist, wobei die Seitenwand (3) der Vertiefung (5) zur Aufnahme des Wälzlagers (6) ausgebildet ist und die Statorachse (10) eine zylindrische Achsenstütze ist, die exzentrisch zur Rotationsachse des

Wälzlagers (6) verläuft und parallel zu dieser aus dem Boden (4) der Vertiefung (5) hinausragt.

4. Radialplungerpumpe nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwand der Vertiefung (5) stufig ausgeführt ist und einen in Richtung des Bodens (4) verlaufenden ersten Abschnitt (3a), der einen im wesentlichen mit dem Durchmesser des Wälzlagers (6) übereinstimmenden Durchmesser hat, und einen daran anschließenden zweiten Abschnitt (3b) mit einem kleineren Durchmesser aufweist, so daß einen Anlageschulter für das Wälzlager (6) gebildet wird.

5. Radialplungerpumpe nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) an der Seite der Vertiefung (5) zur Befestigung einer Motorstütze (21) ausgebildet ist, wobei die Motorstütze (21) einen Anschlag (23) für die von der Anlageschulter abgewandte Seite des Wälzlagers (6) bildet.

6. Radialplungerpumpe nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß die Motorstütze (21) ausgebildet ist, um einen Elektromotor (20) so zu tragen, daß dessen Abtriebswelle (26) zur Statorachse (10) ausgerichtet ist, wobei Kupplungsmittel (30, 33) zwischen der Abtriebswelle (26) des Elektromotors (20) und dem Rotorkörper (H) angebracht sind.

7. Radialplungerpumpe nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsmittel einen drehfest an der Abtriebswelle (26) angebrachten Scheibenkörper (30) aufweisen, der an der zum Rotorkörper (11) weisenden Stirnfläche mit einer Anzahl von Rillen (32) versehen ist, und daß am Rotorkörper (11) mindestens ein Stift (33) angebracht ist, der sich beabstandet zur Rotationsachse des Rotorkörpers (11) und im wesentlichen parallel dazu bis in

eine Rille (32) des Scheibenkörpers (30) ausdehnt, wobei die Rille (32) einen Radialversatz des Stiftes in bezug auf die Abtriebswelle (26) zuläßt.

8. Radialplungerpumpe nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, daß der Scheibenkörper (30) einteilig aus Kunststoff besteht und einen Kern (34) mit einer öffnung zur Aufnahme der Abtriebswelle (26) des Elektromotors (20) und mehrere sich vom Kern (34) im wesentlichen radial nach außen erstreckende Zähne (35) aufweist, wobei zwei nebeneinanderliegende Zähne (35) einen Rillenraum zur Aufnahme des am Rotorkörper (11) angebrachten Stiftes (33) bilden und die Zähne (35) in der Nähe ihrer radialen Enden untereinander durch einen Ring (36), der an der vom Rotorkörper (11) wegweisenden Seitenfläche der Zähne (35) vorgesehen ist, verbunden sind.

9. Radialplungerpumpe nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswelle (26) des Elektromotors (20) einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt mit einer flachen Fläche hat, wobei der Querschnitt der öffnung im Kern (34) des Scheibenkörpers (30) einen ersten Abschnitt in Übereinstimmung zu dem Querschnitt der Abtriebswelle (26) und an die flache Fläche des ersten Abschnitts anschließend einen zweiten Abschnitt (38), der eine Rille bildet, die über beiden Seiten aus der flachen Fläche des ersten Abschnitts hinausragt, aufweist, wobei im zweiten Abschnitt (38) eine unter Federvorspannung an der flachen Fläche der Abtriebswelle (26) anliegende Metallklemmplatte (39) angebracht ist.