DE3829698A1

DE3829698A1 - Piston pump, in particular radial piston pump

Info

Publication number: DE3829698A1
Application number: DE19883829698
Authority: DE
Inventors: Georg Liska
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1987-09-05
Filing date: 1988-09-01
Publication date: 1989-03-16

Abstract

In a piston pump, the cylinder bores of the delivery pistons are closed by a hat-shaped valve seat (8). The valve seat (8) has an out-of-round outer contour in the form of a part-circular and a flattened circumferential wall (12) and (13), respectively. Outlet openings (14) are located in the part-circular circumferential wall (12). An open flat spiral spring (16) sealingly covers the outlet openings (14), while its ends (16A, 16B) grip round the flattened circumferential wall (13) with prestress. During the pressure stroke of the delivery piston, the flat spiral spring (16) curves out above the outlet openings (14), so that the pressure oil can flow off to a consumer. The flat spiral spring (16) thus acts as a valve element which, at the same time, firmly holds itself on its valve seat (8) against rotation without the use of a securing element. This takes place in that the flat spiral spring (16) always holds itself in its position on the point with the least prestress, i.e. on the flattened circumferential wall (12) (Fig. 2 and 3). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe, insbesondere Radialkolbenpumpe nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 oder 2.The invention relates to a piston pump, in particular Radial piston pump according to the preamble of claim 1 or 2.

Eine derartige Kolbenpumpe mit einer über einen Ventilsitz geschobenen Bandfeder ist aus der DE-PS 28 52 852 bekannt. Die Bandfeder ist in dieser Ausführung ringförmig geschlossen ausgeführt, so daß sie sich ohne Nachteile für die Abdichtung während des Betriebs auf ihrem Ventilsitz drehen kann. Ringförmige Bandfedern sind in der Herstellung verhältnismäßig teuer, da man diese von einem speziell gefertigten Stahlrohr abtrennen muß.Such a piston pump with a valve seat pushed band spring is known from DE-PS 28 52 852. The In this version, the band spring is closed in a ring executed so that they are without disadvantages for the seal can rotate on their valve seat during operation. Annular Band springs are relatively expensive to manufacture because one must be separated from a specially made steel pipe.

Verwendet man dagegen offene Bandfedern, entsprechend der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung P 37 14 381.6, so müssen diese aus Funktionsgründen mit einer Verdrehsicherung ausgerüstet sein.On the other hand, open tape springs are used, corresponding to the unpublished German patent application P 37 14 381.6, for functional reasons, they must be secured with an anti-rotation device be equipped.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für offene Bandfedern eine möglichst einfache Verdrehsicherung zu finden bei gleichzeitiger einwandfreier Dichtheit des aus Ventilsitz und Bandfeder bestehenden Bandventils.The invention is therefore based on the object for open Band springs to find the simplest possible anti-rotation device at at the same time perfect tightness of the valve seat and Band spring existing band valve.

Diese Aufgabe ist durch die Merkmale nach den Ansprüchen 1 oder 2 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen enthalten die Ansprüche 3 bis 5.This object is due to the features according to claims 1 or 2 solved. Advantageous configurations contain the Claims 3 to 5.

Nach der Erfindung sieht man am Ventilsitz eine teilkreisförmige und eine dieser gegenüberliegende abgeflachte Umfangswand vor, wobei sich die Auslaßöffnungen im Bereich der teilkreisförmigen, von der Bandfeder abgedichteten Umfangswand befinden. Die Enden der Bandfeder liegen an der abgeflachten Umfangswand an und erhöhen somit die Anpreßkraft auf die Kontaktfläche im Bereich der Auslaßöffnungen. Die vorgespannte Bandfeder sucht sich mit ihren spangenartigen Enden die Stelle mit der geringsten Vorspannung auf der abgeflachten Umfangswand. Auf diese Weise hält sich die Bandfeder auf dem Ventil selbst gegen Verdrehen fest. Ein gesondertes Sicherungselement, z. B. ein Sicherungsstift, kann somit entfallen.According to the invention one can be seen on the valve seat Partially circular and a flattened opposite this Perimeter wall in front, the outlet openings in the area of Partially circular peripheral wall sealed by the band spring are located. The ends of the ribbon spring lie on the flattened Circumferential wall and thus increase the contact pressure on the Contact area in the area of the outlet openings. The biased Ribbon spring looks for the spot with its clasp-like ends with the least preload on the flattened peripheral wall. In this way, the band spring remains on the valve itself against twisting. A separate securing element, e.g. B. a Safety pin, can therefore be omitted.

In einer anderen Ausführungsform hat der Ventilsitz einen ovalen oder elliptischen Querschnitt mit einer größten und einer kleinsten Achse. Hier liegen sich die Auslaßöffnungen auf den Abflachungen der kleinen Achse gegenüber. Die Bandfeder liegt im Bereich der Auslaßöffnungen dichtend an und "zentriert" sich dort gleichzeitig, so daß sich wiederum eine Verdrehsicherung ergibt.In another embodiment, the valve seat has one oval or elliptical cross section with one largest and one smallest axis. Here are the outlet openings on the Flattening of the minor axis opposite. The ribbon spring is in the Area of the outlet openings sealing and "centered" there at the same time, so that there is in turn an anti-rotation device.

Bei beiden Ausführungen läßt sich die von der Kreisform abweichende Kontur des Ventilsitzes ohne besonderen Aufwand z. B. durch Gießen oder Walzen oder durch Drehen bzw. Schleifen im Kopierverfahren herstellen. Ein zusätzlicher Montageaufwand für die Bandfeder entfällt. Die Bandfeder ist sehr leicht, wodurch sich die dynamischen Eigenschaften verbessern.In both versions, the circular shape deviating contour of the valve seat without special effort z. B. by casting or rolling or by turning or grinding in Make copying process. An additional installation effort for the band spring is omitted. The band spring is very light, which makes the dynamic properties improve.

In einer auf dem Bauprinzip von Anspruch 1 beruhenden Ausführung weist der Ventilsitz im Bereich der Auslaßöffnungen Überhöhungen auf, die als Dichtfläche für die Bandfeder dienen. Die Enden der Bandfeder umgreifen zur Lagefixierung eine ebene Abflachung des Ventilsitzes. Durch die kleine Kontaktfläche an den Überhöhungen ergibt sich eine nur geringe Differenzfläche, die sich beim Öffnungshub vom Pumpendruck leicht überwinden läßt. Ebenso läßt sich durch die viel kleinere Kontaktfläche die Ursache für das sogenannte "Kleben" (Adhäsion) nahezu vermeiden. Die Ventilgeräusche liegen deshalb niedriger. Die kleinere Dichtlänge an den Überhöhungen ergibt außerdem eine größere Ventildichtheit.In one based on the principle of construction of claim 1 Version has the valve seat in the area of the outlet openings Elevations that serve as a sealing surface for the band spring. The ends of the band spring encompass a plane to fix the position Flattening of the valve seat. Due to the small contact area there is only a small difference in surface area, which can be easily overcome by the pump pressure during the opening stroke. Likewise, the much smaller contact area means that Almost avoid the cause of the so-called "sticking" (adhesion). The valve noise is therefore lower. The smaller one Sealing length at the peaks also results in a longer one Valve tightness.

Die Kontaktfläche auf dem Ventilsitz läßt sich auch dadurch verkleinern, daß die Bandfeder vom Ventilsitz abstehende Wellenbögen aufweist und die auf der teilkreisförmigen Umfangswand liegenden Auslaßöffnungen durch einen zwischenliegenden Dichtabschnitt verschlossen ist. Auch hier liegt die Bandfeder nur auf einem Teil ihres Umfanges am Ventilsitz an, so daß die Drucküberhöhung beim Öffnen klein bleibt. Die Lagestabilisierung der Bandfeder erfolgt, wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungen, durch eine Abflachung am Ventilsitz.The contact area on the valve seat can also be done by this Reduce that the band spring protrudes from the valve seat Has arches and that on the part-circular peripheral wall lying outlet openings through an intermediate Sealing section is closed. The ribbon spring also lies here only on part of their circumference at the valve seat, so that the Excess pressure when opening remains small. The situation stabilization the band spring is carried out as in the previously described Versions, due to a flattening on the valve seat.

Nach einem weiteren Merkmal können die Auslaßöffnungen am Ventilsitz zur Vergrößerung des Austrittsquerschnitts mit Kerben, Ansenkungen, Anflächungen oder dergleichen versehen sein. Auch durch diese Maßnahme läßt sich die vom Pumpendruck an der Auslaßöffnung zu überwindende Differenzfläche möglichst klein halten.According to a further feature, the outlet openings on Valve seat to enlarge the outlet cross section with notches, Countersinks, flats or the like may be provided. Also this measure allows the pump pressure at the Differential area to be overcome as small as possible hold.

Die Erfindung ist anhand der gezeichneten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on the drawn Exemplary embodiments explained in more detail. Show it:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Radialkolbenpumpe; Fig. 1 shows a cross section through a radial piston pump;

Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1, wegen der besseren Übersichtlichkeit bei fortgelassenem Förderkolben; Figure 2 is an enlarged section along the line II-II in Figure 1, for better clarity with the delivery piston omitted.

Fig. 3 das Bandventil nach Fig. 2, jedoch geöffnet; . Fig. 3, the band valve of Figure 2, but open;

Fig. 4 bis Fig. 8 weitere zeichnerisch vereinfachte Ausführungen teilweise in geschlossener bzw. geöffneter Stellung und Fig. 4 to Fig. 8 further graphically simplified versions partially in the closed or open position and

Fig. 9 bis Fig. 11 Ausschnitte von vergrößerten Draufsichten auf verschiedene Auslaßöffnungen. Fig. 9 to Fig. 11 sections of enlarged plan views of different outlet openings.

Nach Fig. 1 enthält ein Pumpengehäuse 1 eine Antriebswelle 2 mit einem Exzenter 3. Der Exzenter 3 betätigt mehrere radial in einem Kolbenträger 5 geführte Förderkolben 4, von welchem der Einfachheit halber nur einer gezeichnet ist. Das Drucköl strömt von einem nicht gezeichneten Behälter über eine Zulaufbohrung 6 in einen Exzenterraum 7. Der Förderkolben 4 ist an seiner Außenseite durch einen hutförmigen Ventilsitz 8 verschlossen. Der Ventilsitz 8 dient gleichzeitig zum Abstützen einer Feder 10, welche den Förderkolben 4 gegen den Exzenter 3 drückt. Der Ventilsitz 8 ist mit einem ringförmigen Absatz 11 in eine Bohrung des Kolbenträgers 5 eingepreßt.According to Fig. 1, a pump housing 1 includes a drive shaft 2 with an eccentric 3. The eccentric 3 actuates a plurality of delivery pistons 4 guided radially in a piston carrier 5 , of which only one is shown for the sake of simplicity. The pressure oil flows from a container (not shown) via an inlet bore 6 into an eccentric space 7 . The delivery piston 4 is closed on the outside by a hat-shaped valve seat 8 . The valve seat 8 also serves to support a spring 10 which presses the delivery piston 4 against the eccentric 3 . The valve seat 8 is pressed with an annular shoulder 11 into a bore in the piston carrier 5 .

Die Fig. 2 zeigt, daß der Ventilsitz 8 eine teilkreisförmige und eine abgeflachte Umfangswand 12 bzw. 13 aufweist. Im Bereich der teilkreisförmigen Umfangswand 12 befinden sich Auslaßöffnungen 14, welche mit einem Innenraum 15 des Förderkolbens 4 Verbindung haben. Eine über den Ventilsitz 8 geschobene offene Bandfeder 16 liegt an den Auslaßöffnungen 14 dichtend an. Enden 16 A und 16 B umgreifen die abgeflachte Umfangwand 13 mit Vorspannung. Beim Saughub tauchen Einlaßöffnungen 17 (Fig. 1) im Förderkolben 4 in den Exzenterraum 7 ein, so daß sich der Innenraum 15 mit Drucköl füllt. Beim nachfolgenden Druckhub stößt der Förderkolben 4 das eingeschlossene Drucköl an den Auslaßöffnungen 14 über die sich aufwölbende Bandfeder 16 (Fig. 3) aus. Dabei spreizen sich auch die Enden 16 A und 16 B von der abgeflachten Umfangswand 13 ab. Eine die Bandfeder 16 umgebende Kammer 18 hat über einen ringförmigen Druckraum 20 mit einem zu einem Verbraucher führenden Auslaß 21 Verbindung. Fig. 2 shows that the valve seat 8 has a part-circular and a flattened peripheral wall 12 and 13 respectively. In the area of the part-circular peripheral wall 12 there are outlet openings 14 which are connected to an interior 15 of the delivery piston 4 . An open band spring 16 pushed over the valve seat 8 lies sealingly against the outlet openings 14 . Ends 16 A and 16 B encompass the flattened peripheral wall 13 with pretension. During the suction stroke, inlet openings 17 ( FIG. 1) dip into the delivery piston 4 into the eccentric space 7 , so that the interior 15 fills with pressure oil. During the subsequent pressure stroke of the conveyor piston 4 expels the trapped pressure oil at the outlet ports 14 through which aufwölbende band spring 16 (Fig. 3). The ends 16 A and 16 B also spread out from the flattened peripheral wall 13 . A chamber 18 surrounding the band spring 16 is connected via an annular pressure chamber 20 to an outlet 21 leading to a consumer.

Wie bereits erläutert, umgreift die Bandfeder 16 den Ventilsitz 8 mit Vorspannung. Sie sucht sich deshalb während des Pumpenbetriebs immer die Stelle auf dem Ventilsitz 8, die die geringste Vorspannung erzeugt. Die Bandfeder 16 hält sich in dieser Lage selbst und kann sich daher nicht verdrehen.As already explained, the band spring 16 engages around the valve seat 8 with pretension. Therefore, during pump operation, it always looks for the location on the valve seat 8 that generates the lowest preload. The band spring 16 holds itself in this position and therefore cannot twist.

Die Ausführung nach Fig. 4 und 5 hat einen Ventilsitz 22 mit einem ovalen oder elliptischen Querschnitt, d. h., dieser hat einen größten auf der Achse C liegenden, und einen kleinsten auf der Achse D liegenden Durchmesser. Hier "zentriert" sich eine Bandfeder 23 auf Abflachungen 24 und 25 der Achse D, auf der auch Auslaßöffnungen 26 und 27 liegen. Die Fig. 5 zeigt die beim Druckhub auf ihrer gesamten Umfangslänge vom Ventilsitz 22 abgehobene Bandfeder 23. The embodiment according to FIGS. 4 and 5 has a valve seat 22 with an oval or elliptical cross section, that is to say it has a largest diameter lying on the C axis and a smallest diameter lying on the D axis. Here, a band spring 23 "centers" on flats 24 and 25 of axis D , on which outlet openings 26 and 27 are also located. FIG. 5 shows the lifted during the compression stroke over their entire circumferential length from the valve seat 22 band spring 23.

Die Fig. 6 und 7 zeigen eine weitere mögliche Ausführung mit einem Ventilsitz 28, der eine abgeflachte Umfangswand 30 als Anlage für die Enden einer Bandfeder 31 und eine teilkreisförmige Umfangswand 32 als Dichtfläche für Auslaßöffnungen 33 aufweist. Die Bandfeder 31 ist mit Wellenbögen 34 und 35 versehen, zwischen welchen die Dichtfläche an den Auslaßöffnungen 33 liegt. Im Gegensatz zu Fig. 2 und 3 spreizen sich hier die Enden der Blattfeder 31 von der abgeflachten Umfangswand 30 beim Druckhub nicht ab. FIGS. 6 and 7 show a further possible embodiment with a valve seat 28 having a flattened peripheral wall 30 as an abutment for the ends of a strip spring 31 and a part-circular peripheral wall 32 as a sealing surface for discharge ports 33rd The band spring 31 is provided with wave arches 34 and 35 , between which the sealing surface lies at the outlet openings 33 . In contrast to FIGS. 2 and 3, the ends of the leaf spring 31 do not spread out from the flattened peripheral wall 30 during the pressure stroke.

In einer weiteren Ausführung nach Fig. 8 sind auf einer teilkreisförmigen Umfangswand 36 Überhöhungen 38 für Auslaßöffnungen 37 vorgesehen. Eine Bandfeder 40 liegt dichtend auf diesen Überhöhungen 38 auf, während sich ihre Enden an einer abgeflachten Umfangswand 41 abstützen. Die vom Pumpendruck zu überwindende Differenzfläche im Bereich der Überhöhungen 38 auf der Innenseite der Bandfeder 40 ist hier sehr klein, weil der Ausgangsdruck in Aussparungen 42 unterhalb der Blattfeder 40 auf diese entlastend wirkt. Durch die verringerte Dichtfläche läßt sich das "Kleben" der Bandfeder weitgehend vermeiden.In a further embodiment of FIG. 8 36 elevations 38 are provided for outlet openings 37 on a part-circular peripheral wall. A band spring 40 lies sealingly on these elevations 38 , while its ends are supported on a flattened peripheral wall 41 . To be overcome by the pump pressure differential area in the region of peaks 38 on the inside of the band spring 40 is very small here because the output pressure acts in relieving recesses 42 below the leaf spring 40 thereto. The "sealing" of the band spring can largely be avoided by the reduced sealing surface.

Die Fig. 9 bis 11 stellen verschiedene Gestaltungsmöglichkeiten für den Mündungsbereich der Auslaßöffnungen dar. Fig. 9 zeigt eine Auslaßöffnung mit einer Ansenkung 43. Nach Fig. 10 läßt sich die Ansenkung mit einer zusätzlichen Kerbe 44 verlängern. Fig. 11 zeigt eine Auslaßöffnung innerhalb einer Tasche 45, die man z. B. durch Prägen herstellen kann. Diese Maßnahmen dienen dazu, die druckbeaufschlagte Fläche auf der Innenseite der Bandfeder möglichst groß zu machen, so daß der für das Öffnen nötige Differenzdruck niedrig liegt. FIGS. 9 to 11 represent different design possibilities Fig. Ask for the mouth region of the outlet openings. 9 shows an outlet opening with a countersink 43rd According to FIG. 10, the counterbore with an additional notch 44 can extend. Fig. 11 shows an outlet opening within a pocket 45 , which one z. B. can produce by embossing. These measures serve to make the area under pressure on the inside of the band spring as large as possible, so that the differential pressure required for opening is low.

BezugszeichenReference numerals

1 Pumpengehäuse
2 Antriebswelle
3 Exzenter
4 Förderkolben
5 Kolbenträger
6 Zulaufbohrung
7 Exzenterraum
8 Ventilsitz
9 -
10 Feder
11 ringförmiger Absatz
12 teilkreisförmige Umfangswand
13 abgeflachte Umfangswand
14 Auslaßöffnungen
15 Innenraum
16 Bandfeder
16 A Ende von 16
16 B Ende von 16
17 Einlaßöffnungen
18 Kammer
19 -
20 ringförmiger Druckraum
21 Auslaß
22 Ventilsitz
23 Bandfeder
24 Abflachung
25 Abflachung
26 Auslaßöffnung
27 Auslaßöffnung
28 Ventilsitz
29 -
30 abgeflachte Umfangswand
31 Bandfeder
32 teilkreisförmige Umfangswand
33 Auslaßöffnungen
34 Wellenbogen
35 Wellenbogen
36 teilkreisförmige Umfangswand
37 Auslaßöffnungen
38 Überhöhungen
39 -
40 Bandfeder
41 abgeflachte Umfangswand
42 Aussparungen
43 Ansenkung
44 Kerbe
45 Tasche 1 pump housing
2 drive shaft
3 eccentrics
4 delivery pistons
5 piston supports
6 inlet bore
7 eccentric space
8 valve seat
9 -
10 spring
11 ring-shaped heel
12 part- circular peripheral wall
13 flattened peripheral wall
14 outlet openings
15 interior
16 ribbon spring
16 A end of 16
16 B end of 16
17 inlet openings
18 chamber
19 -
20 annular pressure chamber
21 outlet
22 valve seat
23 ribbon spring
24 flattening
25 flattening
26 outlet opening
27 outlet opening
28 valve seat
29 -
30 flattened peripheral wall
31 ribbon spring
32 part- circular peripheral wall
33 outlet openings
34 waves
35 waves
36 part- circular peripheral wall
37 outlet openings
38 cant
39 -
40 ribbon spring
41 flattened peripheral wall
42 recesses
43 countersink
44 notch
45 bag

Claims

1. Piston pump, in particular radial piston pump with the following features:

- At least one spring-loaded delivery piston can be actuated by a lifting element arranged on a drive shaft;
- Each delivery piston is assigned a valve fastened in the pump housing, which consists of a cylindrical valve seat deviating from the circular shape;
- The valve seat has outlet openings on a part-circular peripheral wall;
a ribbon spring is pushed over the valve seat and seals the outlet openings in the suction phase,

characterized by the following features:

- The part-circular peripheral wall ( 12 ) is a flattened peripheral wall ( 13 ) opposite and
- Ends ( 16 A and 16 B ) of the band spring ( 16 ) engage around the flattened peripheral wall ( 13 ), so that the band spring ( 16 ) is secured against rotation ( FIGS. 2 and 3).

2. Piston pump, in particular radial piston pump with the following features:

- At least one spring-loaded delivery piston can be actuated by a lifting element arranged on a drive shaft;
- Each delivery piston is assigned a valve fixed in the pump housing, which consists of an oval or elliptical valve seat;
- A band spring is pushed over the valve seat, which seals existing outlet openings in the valve seat during the suction stroke, characterized by the following features:
- The outlet openings ( 26 ) are on flats ( 24 and 25 ) in the region of the minor axis ( D ) and
- The band spring ( 23 ) lies in the area of the flats ( 24 and 25 ) so that it is secured against rotation ( Fig. 4 and 5).

3. Piston pump according to claim 1, characterized in that the band spring ( 31 ) to achieve a bias from the valve seat ( 28 ) outside the sealing area projecting arches ( 34 and 35 ) ( Fig. 6 and 7).

4. Piston pump according to claim 1, characterized in that in the region of the outlet openings ( 37 ) peaks ( 38 ) are provided ( Fig. 8).

5. Piston pump according to claim 1 or 2, characterized in that the outlet openings to increase the outlet cross-section have counterbores ( 43 ), counterbores with notches ( 44 ) or pockets ( 45 ) ( Fig. 9 to 11).