DE3532976A1 - Radialkolbenpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Radialkolbenpumpe nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Für die Bereitstellung der erforderlichen Druckhöhe in hydraulisch betätigten Bremsanlagen, insbesondere für die kompakten und voll integrierten Anti-Blockiersysteme, wie sie heutzutage auf dem Markt angeboten werden, sind Radial­ kolbenpumpen im Einsatz. Bei den bisher für diese Zwecke eingesetzten Radialkolbenpumpen wird der durch den Druck­ unterschied zwischen Ansaugdruck und Pumpendruck gekenn­ zeichnete Wirkungsgrad in der Weise verbessert, daß der Ansaugdruck mit einem gewissen Aufladedruck beaufschlagt wird. So ist aus der DE-OS 34 31 158 eine Radialkolbenpumpe bekannt, bei der zwischen dem Boden der topfartigen Ver­ tiefung und der diesem zugewandten Stirnfläche des Rotors ein Ringraum ausgebildet ist, der radial durch Umfangs­ flächen von Rotor und Stator begrenzt wird. In den Ringraum ragt ein parallel zur Ringraumachse angeordnetes Stau­ element in Form eines Stiftes, dessen Durchmesser in etwa der radialen Querschnittsabmessung des Ringraums ent­ spricht. In Drehrichtung vor dem Stauelement befindet sich eine Anschlußöffnung, die mit dem Zuflußkanal verbunden ist.

Eine derartige Stauanordnung erzeugt naturgemäß eine relativ starke Verwirbelung, wodurch ein Beitrag an statischem Druck verlorengeht.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine Erhöhung des statischen Aufladedrucks anzustreben.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst.

Durch den exzentrisch gebildeten Ansaugraum wird die beschleunigte Flüssigkeit an der engsten Stelle gezwungen, sich aufzustauen, wodurch sich ein gewisser Staudruck und damit gegenüber den bekannten Vorrichtungen ein höherer Ansaugdruck insgesamt erzielen läßt. So entsteht ein höherer Wirkungsgrad für die Aufladung. Durch diese vor­ teilhaften Maßnahmen wird eine Bohrung samt dazugehörenden Stauelement sowie die dafür erforderliche Montage einge­ spart.

Eine vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich durch Ver­ wendung einer Bohrung, deren Querschnittsmaße den Staudruck positiv beeinflussen können.

In einer weiteren Ausführungsform mündet der Strömungskanal in auf der Antriebswelle befindlichen axial angeordneten Nuten, die ihrerseits eine Verbindung zu dem unter dem Kolben gebildeten Ansaugraum schaffen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Radialkolbenpumpe,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Radialkolbenpumpe nach Fig. 1.

Die Kugelkolbenpumpe nach Fig. 1 umfaßt ein auf der einen Stirnseite geschlossenes, topfartiges Gehäuse 1, welches an einer nicht näher dargestellten Antriebseinrichtung ange­ flanscht ist. Das Gehäuse 1 besitzt einen Sauganschluß 2 und einen in einem Sammelraum 3 mündenden, nicht näher dar­ gestellten Druckanschluß.

Im Inneren des Gehäuses 1 befindet sich eine Rotor-Stator-Einheit, die über elastisch abdichtende Stütz­ körper 4 in Form von O-Ringen am Gehäuse 1 abgestützt ist. Die Rotor-Stator-Einheit besteht im wesentlichen aus einem äußeren Stator 5 und einem inneren, in einer topfartigen Vertiefung 12 des Stators 5 angeordneten, den Zylinderkörper bildenden Rotor 7. Der Stator 5 ist gegen das Gehäuse 1 drehfest gehalten durch einen Stützstift 6, der in Bohrungen in den Stirnflächen von Stator 5 und Gehäuse 1 angeordnet ist.

Der Rotor 7 ist drehbar auf dem in Vertiefung 12 ragenden Ende eines zentralen Steuerzapfens 20 angeordnet, der seinerseits in einer Innenbohrung des Stators 5 ge­ halten ist. Im Innern des Steuerzapfens 20 verlaufen ein Zuflußkanal 21 sowie ein Abflußkanal 22.

Im Innern des Rotors 7 ist eine durchgehende radiale Zylinderbohrung 14 ausgebildet, in deren diametral gegen­ überliegenden Abschnitten jeweils ein Kugelkolben 10 radial verschieblich angeordnet ist.

Der Kugelkolben 10 ist zweiteilig ausgeführt und besteht aus einer radial außen angeordneten Kugel 15 und einem radial innen angeordneten Kolbenelement 25 in Form einer Hülse. Kugel 15 und Hülse 25 gleiten in der Zylinderbohrung 14 und sind gegeneinander beweglich. Zuflußkanal 21 und Abflußkanal 22 sind durch Drehung des Rotors 7 mit den Innenräumen der Zylinderbohrung 14 verbindbar.

In der Vertiefung 12 des Stators 5 ist exzentrisch zum Steuerzapfen 20 ein Hubring 8 mit einer Lauffläche 9 für die Kugelkolben 10 angeordnet. Der Hubring 8 ist über Wälz­ körper 30 in Form von Rollen und einen Lagerring 31 drehbar im Stator 5 und im Gehäuse 1 gelagert. Die Kugeln 15 der Kugelkolben 10 sind bei Drehung des Rotors 7 an der Lauf­ fläche 9 des exzentrisch angeordneten Hubrings 8 abrollbar. Falls das Gleiten der Kugel 15 des Kugelkolbens 10 aufgrund ihrer Abrollbewegung auf dem Hubring 8 in der Zylinder­ bohrung 14 schwergängig erfolgt, kann der Hubring 8 auf­ grund der Wälzlagerung rotieren und mit dem Rotor 7 im wesentlichen synchron umlaufen, wobei die Kugeln 15 nicht mehr auf dem Hubring 8 abrollen.

Zwischen Lauffläche 9 des Hubrings 8 und dem gegenüber­ liegenden Teil der Rotorumfangsfläche ist durch die exzentrische Anordnung ein ringförmiger Arbeitsraum 17 gebildet, dessen radiale Querschnittsabmessungen sich längs des Umfangs verändern. Eine Abschlußscheibe 11 umgreift den aus der Vertiefung 12 ragenden Abschnitt des Rotors 7 und verschließt die topfartige Vertiefung 12 des Stators 5 in axialer Richtung bis auf eine Einlaßöffnung 13.

Zwischen dem Boden der topfartigen Vertiefung 12 und der diesem zugewandten Stirnfläche des Rotors 7 ist ein exzentrischer Ringraum 16 in bezug auf die Rotorachse ausgebildet ist, der radial durch Umfangsflächen von Rotor 7 und Stator 5 begrenzt wird. Der Ringraum 16 ist mit dem zwischen Lauffläche 9 und Rotor 7 befindlichen Arbeitsraum 17 über eine Ausnehmung 18 verbunden. In dem exzentrisch ausgebildeten Ringraum 16, der durch exzentrische Aus­ drehung des Stators 5 hergestellt werden kann, befindet sich in Drehrichtung vor der engsten Stelle eine Bohrung 19, die über eine Anschlußöffnung 28 mit dem Zuflußkanal 21 verbunden ist.

Der Rotor 7 ist über eine axial- und drehelastische Feder­ kupplung 23 mit einem Ende der Anschlußwelle 24 der An­ triebseinrichtung verbunden.

Die Radialkolbenpumpe nach den Fig. 1 und 2 besitzt ins­ gesamt drei Pumpenstufen. Zunächst erfolgt in zwei Stufen eine Aufladung des am Sauganschluß 2 eintretenden Hydrau­ likmediums auf den Aufladedruck, das unter diesem Druck der Hochdruckstufe zugeführt wird. Durch die in den Rotor-Zylinderbohrungen 14 gleitenden Kugelkolben 10 wird die Druckerhöhung in der Hochdruckstufe bewirkt.

Der Arbeitsraum 17 der ersten Aufladestufe befindet sich zwischen Lauffläche 9 und Rotorumfangsfläche und wird durch die über die Rotorumfangsfläche hinausragenden Kugeln 15 unterteilt.

Der Arbeitsraum der sich anschließenden zweiten Auflade­ stufe ist der exzentrisch ausgebildete Ringraum 16, mit einer sich vor der engsten Stelle befindlichen teilweise freiliegenden Bohrung 19.

Beim Betrieb der Kugelkolbenpumpe gelangt Arbeitsmedium vom Sauganschluß 2 über die Einlaßöffnung 13 in den Arbeitsraum 17 zwischen Rotorumfangsfläche und Lauffläche 9 und wird bei Drehung des Rotos unter Druckerhöhung aufgrund des sich verändernden Volumens über die Ausnehmung 18 in den Ringraum 16 geschoben. Durch den sich drehenden Rotor 7 wird eine stetige Veränderung des Flüssigkeitsquerschnitts und damit eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit erreicht. Durch die Einengung im Bereich 26 wird das Arbeitsmedium aufgestaut und gezwungen, durch die Bohrung 19 abzufließen. Das Arbeitsmedium weist nun den Auflade­ druck auf und gelangt über die Anschlußöffnung 28 in den Zuflußkanal 21 im Steuerzapfen 20 und in einem bestimmten Drehbereich über den Zuflußkanal 21 im Steuerzapfen 20 in den Hochdruckarbeitsraum im Inneren der Rotor-Zylinder­ bohrung 14. Nach einer bestimmten Weiterdrehung des Rotors 7 ist der Hochdruckarbeitsraum mit dem Abflußkanal 22 im Steuerzapfen 20 verbunden, der über eine im Stator 5 ange­ ordnete Verbindungsleitung 27 mit einem Sammelraum 3 zwischen Stator 5 und Gehäuse 1 verbunden ist, in den schließlich der Druckanschluß mündet.

Beim Betrieb der Pumpe wird der Rotor 7 durch den in dem Ringraum 16 herrschenden Druck in Axialrichtung gegen die in dieser Richtung elastische und eine Vorspannkraft auf den Rotor ausgeübte Federkupplung 23 gedrückt und liegt somit nicht am Stator 5 an.

Claims (2)

1. Radialkolbenpumpe zur Förderung fließfähiger Medien, insbesondere Hydraulikflüssigkeiten, bei der mindestens ein zur Achsantriebswelle exzentrisch angeordneter Kolben in einem Rotor gelagert und in einer Zylinderbohrung in Hubbewegung versetzbar ist, und mit einem von Rotor und Stator zum Zwecke eines höheren Auflagedruck gebildeten Ringraum, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem Rotor (7) und dem Stator (5) gebildete Ringraum (16) exzentrisch zur Rotorachse ausgebildet ist, und daß der exzentrische Ringraum ( 16) über eine an sich bekannte Anschlußöffnung (28) und einen Kanal (21) mit dem Hochdruckarbeitsraum der Radialkolbenpumpe verbunden ist.

2. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem exzentrischen Ringraum (16) und der Anschlußöffnung (28) durch eine Bohrung (19) gebildet ist.