DE3232083C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Radialkolbenpumpe nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine derartige Radialkolbenpumpe ist aus der GB-PS 5 77 287 bekannt, bei welcher sich die nach innen in das Pumpen­ gehäuse erstreckenden Kolbenende auf einem schiefkegeligen Antriebswellenabschnitt abstützen. Diese Pumpe besitzt extrem hohe Reibungsverluste, da die Kolbenenden stets auf den schiefkegeligen Wellenabschnitt gleiten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine bau­ lich einfache gattungsgemäße Radialkolbenpumpe zu schaffen, die sich durch einen hohen mechanischen Wirkungsgrad auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnen­ den Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Dabei ist von be­ sonderem Vorteil, daß die Kugel in der Umfangsnut abläuft, so daß die entsprechenden Reibkräfte bzw. das erforderliche Antriebsdrehmoment an der Antriebswelle klein ist. Als Kugel läßt sich beispielsweise eine genormte Kugellager­ kugel einsetzen. Die Pumpe ist ferner ausschließlich Ventil­ gesteuert, so daß sich der volumetrische Wirkungsgrad gegen­ über dem bekannten Aggregat verbessert. Vorzugsweise ist der Radius der Kugel höchstens gleich dem Radius des Nutquerschnit­ tes. Wenn die Radien miteinander übereinstimmen, kommt die Kugel linienförmig mit der Nutkontur in Berührung, so daß die Kugel mit sehr großer Wahrscheinlichkeit in der Nut abrollt und einen relativ geringen Schlupf aufweist, so daß nicht et­ wa Flachstellen an der Kugel bei einem Gleiten zwischen der Kugel und der Nut auftreten. Wenn der Radius der Kugel gerin­ ger als der Radius des Nutquerschnitts ist, stellt sich im wesentlichen eine Punktberührung zwischen der Kugel und der Antriebswelle ein, die sich durch extrem hohe Reibkräfte auszeichnet und dafür sorgt, daß die Kugel sicher abrollt.

Die Kugel ist durch eine Druckfeder in der Umfangsnut gehalten. Dies ist insbesondere beim Saughub notwendig, um die Kugel in Berührung an der Antriebswelle zu halten. Die Kugel wirkt durch die Bemessung in der Zylinderbohrung quasi wie ein Zylinderkolben. Der volumetrische Wirkungsgrad läßt sich jedoch in vorteilhafter Weise dadurch weiter verbessern, daß in der Zylinderbohrung zwischen der Kugel und der Druck­ feder ein im wesentlichen zylindrischer Kolben angeordnet ist. Die Dichtwirkung gegenüber der Wandung der Zylinderbohrung wird dadurch entscheidend verbessert, da der Zylinderkolben mit seiner gesamten Mantelfläche die Wandung der Zylinder­ bohrung berührt. Vorzugsweise sind die Stirnflächen des zy­ lindrischen Kolbens hydraulisch miteinander verbunden. Als Material für den Kolben läßt sich vorteilhafterweise ein elastomerischer Kunststoff mit guten Gleiteigenschaften ein­ setzen. Die Dichtwirkung des Kolbens ist durch eine elastische Umfangsdichtlippe an der der Kugel abgewandten Kolbenfläche weiter zu verbessern.

Der Anmeldungsgegenstand läßt sich in vorteilhafter Weise da­ durch weiterbilden, daß die Antriebswelle an sich axial ver­ schiebbar ist und daß die Axiallage der Antriebswelle durch den Formschluß zwischen der Kugel und der Umfangsnut herbeigeführt ist. In diesem Fall ist eine enge Toleranzvorgabe hinsichtlich der Antriebswelle nicht notwendig, da sich die Antriebswelle im Betrieb der Pumpe selbst zentriert. In diesem Zusammenhang ist es ferner vorteilhaft, wenn die Antriebswelle zweiteilig ausgeführt ist, wobei ein erstes Teil die Umfangsnut trägt und drehfest in ein zweites Wellenteil eingreift, an dem das An­ triebsdrehmoment unmittelbar wirksam wird. Bei einer derarti­ gen Ausgestaltung können bei der Verbindung zwischen dem Pum­ pengehäuse und dem Antriebsaggregat größere Toleranzen zuge­ lassen werden. Auch werden temperaturbedingte Ausdehnungen der Wellenteile nicht wirksam. Dies wird ferner in vorteilhafter Weise dadurch erreicht, daß das erste Wellenteil gegenüber dem zweiten Wellenteil unter Aufrechterhaltung des drehfesten Eingriffs axial beweglich ist.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Schnittbildes näher erläutert.

In der Zeichnung ist mit 1 ein Sauganschluß bezeichnet, über den Druckmittel aus einem nicht dargestellten Vorratsbehäl­ ter angesaugt wird. Das angesaugte Druckmittel gelangt über einen Saugkanal 2 in einen Ringraum 3, der durch das Pumpen­ gehäuse 4 und einen das Pumpengehäuse 4 aufnehmenden Haupt­ zylinderkörper 5 in Verbindung mit Dichtringen 6, 7 gebildet wird. Das Pumpengehäuse 4 ist ferner mit einem Druckanschluß 8 versehen, an dem unter Druck gesetztes Hydraulikmedium im Be­ trieb der Pumpe zur Verfügung steht.

Das Pumpengehäuse verfügt ferner über eine axiale Sackbohrung 9, in der ein erstes Teil 10 einer Antriebswelle drehbar ge­ lagert ist. An dem dem Boden der Sackbohrung 9 abgewandten Ende des ersten Wellenteils 10 ist ein Zapfen 11 angeformt, der in eine Ausnehmung 12 eines zweiten Wellenteils 13 eingreift und somit eine drehfeste Verbindung zwischen den Wellenteilen 10, 13 herstellt. Das Wellenteil 13 ist beispielsweise die Achse eines Elektromotors 14.

Das Wellenteil 10 verfügt über eine Umfangsnut 15 mit einem kreisförmigen Querschnitt, wobei der Mittelpunkt der Umfangs­ nut 15 gegenüber der Achse des ersten Wellenteils 10 versetzt ist. Auf diese Weise wird eine exzentrische Kurvenbahn mit einem kreisförmigen Querschnitt gebildet, in der eine Kugel 16 liegt.

In der Darstellung liegt oberhalb der Kugel 16 ein im wesent­ lichen zylindrischer Kolben 17, der mittels einer Druckfeder 18 in Anlage an der Kugel 16 gehalten wird. Oberhalb des zy­ lindrischen Kolbens 17 befindet sich ein Rückschlagventil 19, 20, das für das Ansaugen des Druckmittels verantwortlich ist. Von einem Raum 21 in der Zylinderbohrung 22 führt ein Kanal 23 über ein weiteres Rückschlagventil 24, 25 zu einem Druck­ raum 26, der durch einen elastischen Dichtring 28 abgedichtet ist.

Im Betrieb der Radialkolbenpumpe führt die Kugel 16 mit dem Kolben 17 in der Zylinderbohrung 22 Axialbewegungen aus. In der Bewegungsphase zwischen dem oberen und dem unteren Totpunkt ist das Rückschlagventil 19, 20 geöffnet, so daß Druckmittel vom Sauganschluß 1 über den Ringraum 3 in den sich während die­ ser Phase vergrößernden Raum 21 strömen kann. Nach Überwin­ den des unteren Totpunktes schließt das Rückschlagventil 19, 20 infolge der Kraftwirkung der Druckfeder 18, wobei die Schließ­ kraft durch den sich nun im Raum 21 aufbauenden Druck unter­ stützt wird. Das Druckmittel in dem sich nun verkleinernden Raum 21 gelangt über den Kanal 23 zum Rückschlagventil 24, 25, das nunmehr öffnet und eine Verbindung zwischen dem Kanal 23 und dem Druckraum 26 der Pumpe herstellt. Über einen weiteren Kanal 27 gelangt das Fördermedium zum Druckanschluß 8 der Pumpe.

Claims (7)

1. Radialkolbenpumpe zur Förderung fließfähiger Medien, insbesondere Hydraulikflüssigkeiten, bei der mindestens ein Kolbenelement an einer exzentrisch zur Achse einer Antriebswelle angeordneten Kurvenbahn gelagert und in einer Zylinderbohrung in Hubbewegungen versetzbar ist und bei der im Pumpeneinlaß und im Pumpenauslaß Rück­ schlagventile angeordnet sind, die in Richtung des För­ derstromes aufschaltbar sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Antriebswelle (10, 13) mit einer in sich geschlossenen Umfangsnut (15) mit einem kreisför­ migen Querschnitt versehen ist, daß das Zentrum der Umfangsnut (15) einen Abstand zur Achse der Antriebswelle (10) aufweist und daß als Kolbenelement eine Kugel (16) eingesetzt ist, deren Radius höchstens gleich dem Radius des Nutquerschnitts ist.

2. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kugel (16) durch eine Druckfeder (18) in der Umfangsnut (15) gehalten ist.

3. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in der Zylinderbohrung (22) zwischen der Kugel (16) und der Druckfeder (18) ein im wesentlichen zylindrischer Kolben (17) angeordnet ist.

4. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stirnflächen des Kolbens (17) hydraulisch miteinander verbunden sind.

5. Radialkolbenpumpe nach einem oder mehreren der voraus­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (10, 13) an sich axial verschiebbar ist und daß die Axiallage der Antriebswelle (10) durch den Formschluß zwischen der Kugel (16) und der Umfangsnut (15) herbeigeführt ist.

6. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Antriebswelle (10, 13) zweiteilig ausgeführt ist, wobei ein erstes Teil (10) die Umfangsnut (15) trägt und drehfest in ein zweites Wellen­ teil (13) eingreift, an dem das Antriebsdrehmoment un­ mittelbar wirksam wird.

7. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das erste Wellenteil (10) gegen­ über dem zweiten Wellenteil (13) unter Aufrechterhaltung des drehfesten Eingriffes axial beweglich ist.